NEDRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA

VISOKO STRUČNO OBRAZOVANJE

KAPITAL FINANSIJSKA I HUMANITARNA AKADEMIJA

Filijala u Salehardu

Fakultet za državnu službu i finansije

Specijalnost: Državna i opštinska uprava

Predmet "Ekologija teritorija"

" Faktori životne sredine "

Završio student 2. godine

Salekhard, 2011

Uvod

1. Stanište

2. Faktori okoline

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Organski svijet koji ga okružuje sastavni je dio životne sredine svakog živog bića. Međusobni odnosi organizama su osnova za postojanje biocenoza i populacija.

Život je neodvojiv od okoline. Svaki pojedinačni organizam, kao samostalan biološki sistem, stalno je u direktnim ili indirektnim odnosima sa različitim komponentama i pojavama svog okruženja ili, drugim rečima, staništa koje utiče na stanje i svojstva organizama.

Životna sredina je jedan od osnovnih ekoloških pojmova, koji označava čitav niz elemenata i uslova koji okružuju organizam u onom dijelu prostora u kojem živi organizam, sve među kojima živi i sa čime direktno komunicira. Istovremeno, organizmi, prilagođavajući se određenom skupu specifičnih uslova, postepeno menjaju te uslove u toku svoje životne aktivnosti, tj. okruženje njegovog postojanja.

Svrha sažetka je razumijevanje raznolikosti okolišnih faktora okoliša, s obzirom da je svaki faktor kombinacija odgovarajućih uvjeta okoliša i njegovog resursa (rezerve u okolišu).

1. Stanište

Stanište je onaj dio prirode koji okružuje živi organizam i s kojim je u direktnoj interakciji. Komponente i svojstva životne sredine su raznolike i promenljive. Svako živo biće živi u složenom svijetu koji se mijenja, stalno mu se prilagođava i reguliše svoju životnu aktivnost u skladu sa svojim promjenama.

Stanište organizma je skup abiotskih i biotičkih uslova njegovog života. Svojstva okoline se stalno mijenjaju, a svako stvorenje, da bi preživjelo, prilagođava se tim promjenama.

Uticaj životne sredine organizmi percipiraju kroz faktore životne sredine koji se nazivaju okruženje.

2. Faktori okoline

Faktori okoline su raznovrsni. Oni mogu biti neophodni ili, obrnuto, štetni za živa bića, promovirati ili ometati opstanak i reprodukciju. Faktori okoline imaju drugačiju prirodu i specifičnost djelovanja. Među njima su abiotički i biotički, antropogeni (Sl. 1).

Abiotički faktori su čitav skup faktora neorganske sredine koji utiču na život i rasprostranjenost životinja i biljaka. Abiotički faktori su temperatura, svjetlost, radioaktivno zračenje, pritisak, vlažnost zraka, slani sastav vode, vjetar, struje, teren – sve su to svojstva nežive prirode koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme. Među njima se razlikuju fizičke, hemijske i edafske.

Fig.1. Faktori životne sredine

Fizički faktori su oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanički, talasni, itd.). Na primjer, temperatura, ako je visoka, će uzrokovati opekotine, ako je vrlo niska, promrzline. Na uticaj temperature mogu uticati i drugi faktori: u vodi - struja, na kopnu - vetar i vlažnost itd.

Ali postoje i fizički faktori globalnog uticaja na organizme, koji uključuju prirodna geofizička polja Zemlje. Dobro je poznat, na primjer, ekološki utjecaj magnetskog, elektromagnetnog, radioaktivnog i drugih polja naše planete.

Hemijski faktori su oni koji potiču iz hemijskog sastava životne sredine. Na primjer, slanost vode. Ako je visoka, život u rezervoaru može biti potpuno odsutan (Mrtvo more), ali u isto vrijeme većina morskih organizama ne može živjeti u slatkoj vodi. Život životinja na kopnu i u vodi itd. zavisi od dovoljnosti sadržaja kiseonika.

Edafski faktori, tj. tlo - to je kombinacija hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utječu i na organizme koji u njima žive, tj. onima kojima su stanište, i na korijenskom sistemu biljaka. Poznat je uticaj hemijskih komponenti (biogeni elementi), temperature, vlažnosti, strukture zemljišta, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.

Među abiotičkim faktorima često se razlikuju klimatski (temperatura, vlažnost zraka, vjetar itd.) i hidrografski faktori vodene sredine (voda, struja, salinitet itd.).

To su već faktori žive prirode ili biotički faktori.

Biotički faktori su oblici uticaja živih bića jednih na druge. Svaki organizam stalno doživljava direktan ili indirektan utjecaj drugih stvorenja, ulazi u kontakt sa predstavnicima svoje vrste i drugih vrsta - biljaka, životinja, mikroorganizama, ovisi o njima i sam na njih utječe.

Na primjer, u šumi, pod utjecajem vegetacije, stvara se posebna mikroklima, odnosno mikrookruženje, gdje se, u poređenju sa otvorenim staništem, stvara sopstveni temperaturno-vlažni režim: zimi je nekoliko stepeni toplije, u ljeto je hladnije i vlažnije. Posebno mikrookruženje se javlja i u šupljinama drveća, jazbinama, pećinama itd.

Posebno se ističu uslovi mikrookruženja ispod snježnog pokrivača, koji već ima čisto abiotičku prirodu. Kao rezultat efekta zagrijavanja snijega, koji je najefikasniji kada je njegova debljina ne manja od 50-70 cm, u njegovoj osnovi, otprilike u sloju od 5 cm, zimi žive mali glodari, budući da su temperaturni uslovi za ovdje su povoljne (od 0 do - 2°C). Zahvaljujući istom efektu, sadnice ozimih žitarica - raži, pšenice - čuvaju se pod snijegom. Velike životinje - jeleni, losovi, vukovi, lisice, zečevi itd. - također se skrivaju u snijegu od jakih mrazeva, ležeći u snijegu da se odmore.

Intraspecifične interakcije između jedinki iste vrste sastoje se od grupnih i masovnih efekata i intraspecifične konkurencije. Grupni i masovni efekti - pojmovi koje je predložio D.B. Grasse (1944) označavaju udruživanje životinja iste vrste u grupe od dvije ili više jedinki i učinak uzrokovan prenaseljenošću okoliša. Trenutno se ovi efekti najčešće nazivaju demografskim faktorima. Oni karakterišu dinamiku broja i gustine grupa organizama na populacijskom nivou, koja se zasniva na unutarvrsnoj konkurenciji, koja se suštinski razlikuje od interspecifične konkurencije. Očituje se uglavnom u teritorijalnom ponašanju životinja koje štite svoja mjesta gniježđenja i poznato područje u tom području. Kao i mnoge ptice i ribe.

Međuvrsni odnosi su mnogo raznovrsniji (slika 1). Dvije vrste koje žive jedna pored druge možda uopće ne utiču jedna na drugu, mogu utjecati i povoljno i nepovoljno. Moguće vrste kombinacija i odražavaju različite vrste odnosa:

Neutralizam - oba tipa su nezavisna i nemaju uticaja jedan na drugog;

faktor životne sredine stanište

konkurencija - svaka od vrsta ima negativan uticaj na drugu;

Mutualizam – vrste ne mogu postojati jedna bez druge;

protocooperation (commonwealth) - obje vrste čine zajednicu, ali mogu postojati odvojeno, iako zajednica koristi objema;

komenzalizam - jedna vrsta, komenzal, ima koristi od suživota, a druga vrsta - vlasnik nema nikakve koristi (međusobna tolerancija);

amensalizam - jedna vrsta inhibira rast i reprodukciju druge - amensal;

grabežljivac - grabežljiva vrsta se hrani svojim plijenom.

Međuvrsni odnosi su u osnovi postojanja biotičkih zajednica (biocenoza).

Antropogeni faktori su oblici djelovanja ljudskog društva koji dovode do promjene prirode kao staništa za druge vrste ili direktno utiču na njihov život. U toku ljudske istorije, razvoj najpre lova, a potom poljoprivrede, industrije i transporta uvelike je promenio prirodu naše planete. Značaj antropogenih uticaja na cjelokupni živi svijet Zemlje i dalje ubrzano raste.

Iako čovjek utječe na divlje životinje kroz promjenu abiotičkih faktora i biotičkih odnosa vrsta, aktivnosti ljudi na planeti treba izdvojiti kao posebnu snagu koja se ne uklapa u okvire ove klasifikacije. Trenutno je, praktično, sudbina živog omotača Zemlje, svih vrsta organizama u rukama ljudskog društva, zavisi od antropogenog uticaja na prirodu.

Savremeni ekološki problemi i sve veći interes za ekologiju povezani su sa djelovanjem antropogenih faktora.

Većina faktora se mijenja kvalitativno i kvantitativno tokom vremena. Na primjer, klimatski - po danu, godišnjem dobu, po godini (temperatura, osvjetljenje, itd.).

Promjene faktora okoline tokom vremena mogu biti:

1) redovno-periodično, menjajući jačinu udara u zavisnosti od doba dana, ili godišnjeg doba, ili ritma plime i oseke u okeanu;

2) nepravilne, bez jasne periodičnosti, na primer, promene vremenskih prilika u različitim godinama, katastrofalne pojave - oluje, pljuskovi, klizišta i sl.;

3) usmjerena u poznatim, ponekad dugim vremenskim periodima, na primjer, za vrijeme zahlađenja ili zagrijavanja klime, zarastanja vodenih tijela, stalne ispaše na istom području itd.

Takva podjela faktora je vrlo važna u proučavanju prilagodljivosti organizama uslovima života. Nedostatak ili višak faktora okoline negativno utiče na život organizma. Za svaki organizam postoji određeni raspon djelovanja faktora okoline (slika 2). Povoljna sila uticaja naziva se zona optimuma ekološkog faktora ili jednostavno optimum za organizme date vrste. Što su odstupanja od optimuma veća, to je izraženije inhibitorno dejstvo ovog faktora na organizme (zona pesimuma). Maksimalne i minimalne tolerisane vrednosti faktora su kritične tačke, iza kojih postojanje više nije moguće, nastupa smrt. Granice izdržljivosti između kritičnih tačaka nazivaju se ekološkom valentnošću živih bića u odnosu na određeni faktor sredine.

Fig.2. Šema djelovanja faktora okoline na žive organizme.

Predstavnici različitih vrsta uvelike se razlikuju jedni od drugih kako po položaju optimuma tako i po ekološkoj valentnosti.

Sposobnost organizma da se prilagodi djelovanju faktora okoline naziva se adaptacija (lat. Adantatuo - adaptacija).

Raspon između minimuma i maksimuma faktora sredine određuje količinu izdržljivosti – tolerancije (lat. Tolerantua – strpljenje) prema ovom faktoru.

Različite organizme karakteriziraju različiti nivoi tolerancije.

Zaključak

Isti faktor životne sredine ima različito značenje u životu kohabitirajućih organizama različitih vrsta. Na primjer, jak vjetar zimi je nepovoljan za velike životinje na otvorenom, ali ne utiče na manje koje se sklanjaju u jazbine ili pod snijeg. Sastav soli tla važan je za ishranu biljaka, ali je indiferentan za većinu kopnenih životinja itd.

Neka svojstva životne sredine ostaju relativno konstantna tokom dugih vremenskih perioda u evoluciji vrsta. Takvi su sila gravitacije, solarna konstanta, sastav soli okeana i svojstva atmosfere.

Klasifikacije faktora sredine su raznovrsne zbog izuzetne složenosti, međusobne povezanosti i međuzavisnosti pojava u prirodi. Uz klasifikaciju faktora okoline koja se razmatra u ovom eseju, postoji mnogo drugih (manje uobičajenih) onih koji koriste druge karakteristike. Dakle, postoje faktori koji zavise i ne zavise od broja i gustine organizama. Na primjer, na djelovanje makroklimatskih faktora ne utječe broj životinja ili biljaka, dok epidemije (masovne bolesti) uzrokovane patogenim mikroorganizmima zavise od broja na datoj teritoriji. Postoje klasifikacije u kojima su svi antropogeni faktori klasifikovani kao biološki.

Bibliografija

1. Berezina N.A. Ekologija biljaka: udžbenik. dodatak za studente. viši udžbenik institucije - M.: Izdavački centar "Akademija", 2009. - 400 str.

2. Blinov L.N. Ekologija. Osnovni pojmovi, pojmovi, zakoni, sheme: Udžbenik. [Tekst] Sankt Peterburg: SPbGPU, 2006. - 90 str.

3. Gorelov A.A. Ekologija: bilješke s predavanja [Tekst] - M.: Visoko obrazovanje, 2008. - 192 str.

4. Korobkin V.N., Peredelsky L.V. Ekologija: udžbenik za univerzitete. - 12., dodaj. i prerađeno. - Rostov n/a: Phoenix, 2007. - 602 str.

5. Nikolaikin N.N. Ekologija: udžbenik za izazov - 2. izd., revidirano. i dodatne - M.: Drfa, 2005. - 624 str.

6. Chernova N.M., Bylova A.M. Opća ekologija [Tekst] M.: Drfa, 2006.

Faktori životne sredine su pojedinačne komponente životne sredine koje utiču na organizam. Abiotički faktori životne sredine Biotički antropogeni

To su, prije svega, klimatski (sunčeva svjetlost, temperatura, vlažnost zraka) i lokalni faktori (reljef, svojstva tla, salinitet, strujanja, vjetar, radijacija itd.). Ovi faktori mogu uticati na organizam direktno ili indirektno.

Biotički faktori su svi mogući oblici uticaja živih organizama (biljke, životinje, gljive, bakterije, virusi) jedni na druge.

Antropogeni uticaj čoveka su oni oblici ljudske delatnosti koji utičući na životnu sredinu menjaju uslove života živih organizama ili direktno utiču na određene vrste biljaka i životinja.

Uslovi okoline ili ekološki uslovi nazivaju se abiotičkim faktorima životne sredine koji se menjaju u vremenu i prostoru, na koje organizmi reaguju.

Temperatura. Svaki organizam može živjeti samo unutar određenog temperaturnog raspona. Negde u tom intervalu temperaturni uslovi su najpovoljniji za postojanje datog organizma. Kako se temperatura približava granicama intervala, brzina životnih procesa se usporava i, konačno, potpuno prestaju - organizam umire.

Svjetlost Od davnina su se razlikovale biljke koje vole svjetlost i tolerantne na sjenu. Mnoge životinje su isključivo dnevne (većina vrbarica), druge su isključivo noćne (mnogi mali glodari, slepi miševi).

Voda Veći dio svoje povijesti divlji svijet je bio predstavljen isključivo vodenim oblicima organizama. Osvojivši zemlju, ipak nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio velike većine živih bića: neophodna je za njihovo normalno funkcioniranje. Organizam koji se normalno razvija stalno gubi vodu i stoga ne može živjeti u apsolutno suhom zraku. Prije ili kasnije, takvi gubici mogu dovesti do smrti tijela.

Biljke uzimaju vodu koristeći svoje korijenje. Lišajevi mogu uhvatiti vodenu paru iz zraka. Biljke imaju niz adaptacija koje osiguravaju minimalan gubitak vode. Svim kopnenim životinjama je potrebno periodično snabdevanje vodom kako bi se nadoknadio gubitak vode. Mnoge životinje piju vodu; drugi, kao što su vodozemci, apsorbuju ga kroz kožu tela. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije.

Važni su takozvani sekundarni klimatski faktori, kao što su vetar, atmosferski pritisak, nadmorska visina. Vjetar ima indirektan učinak: povećavajući isparavanje, povećava suhoću. Ova akcija je važna na hladnim mjestima, u visoravnima ili u polarnim područjima.

Opći zakoni djelovanja faktora okoline na organizam Zakon optimuma (lat. Optimum - "najbolji") odražava reakciju vrste na promjenu snage bilo kojeg faktora. Postoje određene granice djelovanja svakog faktora, unutar kojih se povećava vitalnost organizama. Ovo je optimalna zona. Sa odstupanjima od ove zone u pravcu smanjenja ili povećanja jačine uticaja faktora, vitalnost organizama se smanjuje. Ovo je zona ugnjetavanja, ili pesimum (lat. pessimus - "veoma loše"). Ako djelovanje faktora prelazi određene, minimalne ili maksimalne moguće granice za vrstu, organizmi umiru. Destruktivna vrijednost faktora naziva se kritična tačka.

Zakon optimuma je od velike praktične važnosti. Ne postoje potpuno pozitivni ili negativni faktori, sve zavisi od njihove doze. Svi oblici uticaja okoline na organizme imaju čisto kvantitativni izraz. Da bi se kontrolirala vitalna aktivnost vrste, prije svega treba spriječiti da različiti okolišni faktori pređu svoje kritične vrijednosti i pokušati održati optimalnu zonu. Ovo je veoma važno za biljnu proizvodnju, stočarstvo, šumarstvo i općenito za sva područja čovjekove interakcije sa divljim životinjama. Isto pravilo važi i za samu osobu, posebno u oblasti medicine.

Upotreba zakona optimuma je komplikovana činjenicom da su optimalne doze faktora različite za svaku vrstu. Ono što je dobro za jednu vrstu može biti pesimistično ili izvan kritičnih granica za drugu. Na primjer, na temperaturi od 20 ° C, tropski majmun drhti od hladnoće, a sjeverni stanovnik - polarni medvjed - čami od vrućine. Moljci još uvijek lepršaju u novembru (na 6°C) kada većina drugih insekata padne u omamljenost. Pirinač se uzgaja na poljima koja su poplavljena vodom, a pšenica se u takvim uslovima smoči i umire.

Zakon ekološke individualnosti vrsta odražava raznolikost odnosa organizama sa okolinom. Svedoči da u prirodi ne postoje dve vrste sa potpunom podudaranjem optima i kritičnih tačaka u odnosu na skup faktora sredine. Ako se vrste podudaraju u otpornosti na jedan faktor, onda će se sigurno raspršiti u otpornosti prema drugom. Nepoznavanje zakona ekološke individualnosti vrsta, na primjer, u poljoprivrednoj proizvodnji, može dovesti do smrti organizama. Prilikom upotrebe mineralnih đubriva, pesticida, ove supstance se često primenjuju u prevelikim količinama, bez obzira na individualne potrebe.

Zakon ograničavajućeg faktora usko je povezan sa zakonom optimuma i iz njega proizlazi. U okruženju nema potpuno negativnih ili pozitivnih faktora: sve ovisi o snazi ​​njihovog djelovanja. Na živa bića istovremeno utiču mnogi faktori, a osim toga, većina njih je promenljiva. Ali u svakom konkretnom vremenskom periodu može se izdvojiti najvažniji faktor od koga život u najvećoj meri zavisi. Pokazalo se da je to okolišni faktor koji najviše odstupa od optimalnog, odnosno ograničava vitalnu aktivnost organizama u datom periodu. Svaki faktor koji utiče na organizme može postati optimalan ili ograničavajući, u zavisnosti od jačine njegovog uticaja.

Zakon kombinovanog djelovanja faktora kaže: rezultat utjecaja bilo kojeg okolišnog faktora na vitalnu aktivnost organizama u velikoj mjeri ovisi o kombinaciji i snazi ​​drugih u ovom trenutku.

Zakon neizostavnosti faktora ukazuje da je nemoguće u potpunosti zameniti jedan faktor drugim. Ali često se, uz kompleksan uticaj faktora, može uočiti efekat supstitucije. Na primjer, svjetlost se ne može zamijeniti viškom topline ili ugljičnim dioksidom, ali djelovanjem na promjene temperature, fotosinteza se može povećati u biljkama. Međutim, to nije zamjena jednog faktora drugim, već manifestacija sličnog biološkog efekta uzrokovanog promjenama kvantitativnih pokazatelja kombiniranog djelovanja faktora. Ovaj fenomen se široko koristi u poljoprivredi. Na primjer, u staklenicima za proizvodnju proizvoda, oni stvaraju povećan sadržaj ugljičnog dioksida i vlage u zraku, grijanje, i time dijelom nadoknađuju nedostatak svjetla u jesen i zimu.

U djelovanju faktora okoline na planeti postoji periodičnost povezana sa doba dana, godišnjim dobima, morskim plimama i fazama mjeseca. Ova periodičnost je zbog kosmičkih razloga - kretanja Zemlje oko svoje ose, oko Sunca i interakcije sa Mesecom. Život na Zemlji je prilagođen ovom stalno postojećem ritmu, koji se očituje u promjenama stanja i ponašanja organizama.

Vegetacija biljaka, opadanje lišća, zimsko mirovanje, razmnožavanje životinja, njihove migracije, hibernacija, tov su primjeri pojava uzrokovanih godišnjim dobima. Promjena dana i noći uzrokuje promjene u aktivnosti životinja, brzini fotosinteze u biljkama itd.

Dužina dnevnog svetla jedini je tačan signal približavanja zime ili proleća, odnosno promene čitavog kompleksa faktora sredine. Vremenski uslovi su varljivi. Stoga biljke, na primjer, reagirajući na dužinu dana, ne otvaraju svoje lišće tokom zimskih odmrzavanja i ne okreću se opadanju lišća tokom kratkotrajnih ljetnih mrazeva. Biljke takođe cvetaju u određenoj dužini dana. Cvjetanje biljaka jedna je od manifestacija fotoperiodizma. Ovo je čest problem za uzgajivače. Stoga je među biljkama važno razlikovati vrste ili sorte kratkog i dugog dana. Biljke dugog dana rasprostranjene su uglavnom u umjerenim i subpolarnim geografskim širinama, a biljke kratkog dana u područjima bliže ekvatoru.

Sposobnost opažanja dužine dana i reagovanja na nju posebno je rasprostranjena u životinjskom carstvu. Kod životinja fotoperiodizam kontrolira plodnost, vrijeme sezone parenja, migraciju i prelazak u hibernaciju.

Pitanja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Šta su faktori životne sredine? U koje se grupe dijele faktori okoline? Šta se naziva uslovima životne sredine? Šta je suština zakona optimuma? Kakvu vrijednost ima? Zašto je potrebno voditi računa o zakonu ekološke individualnosti vrsta? Šta je ograničavajući faktor? Šta je suština zakona zajedničkog delovanja faktora? Šta je efekat zamene? Šta je fotoperiodizam?

Pitanje 2. Kakav uticaj temperatura ima na različite vrste organizama?
Bilo koja vrsta organizama može živjeti samo u određenom temperaturnom rasponu, unutar kojeg su temperaturni uvjeti najpovoljniji za njegovo postojanje, a njegove vitalne funkcije se najaktivnije odvijaju. Temperatura direktno utiče na brzinu biohemijskih reakcija u tijelima živih organizama, koje se odvijaju u određenim granicama. Temperaturne granice u kojima organizmi obično žive su od 0 do 50oC. Ali neke bakterije i alge mogu živjeti u toplim izvorima na temperaturi od 85-87°C. Visoke temperature (do 80oC) podnose neke jednostanične zemljišne alge, lišajevi i sjemenke biljaka. Postoje životinje i biljke koje mogu izdržati djelovanje vrlo niskih temperatura - sve dok se potpuno ne smrznu. Kako se približavamo granicama temperaturnog intervala, brzina životnih procesa se usporava, a izvan njenih granica potpuno se zaustavljaju - organizam umire.
Većina životinja su hladnokrvni (poikilotermni) organizmi - njihova tjelesna temperatura ovisi o temperaturi okoline. To su sve vrste beskičmenjaka i značajan dio kičmenjaka (ribe, vodozemci, gmizavci).
Ptice i sisari su toplokrvne (homeotermne) životinje. Njihova tjelesna temperatura je relativno konstantna i u velikoj mjeri ovisi o metabolizmu samog organizma. Također, ove životinje razvijaju adaptacije koje im omogućavaju da zadrže tjelesnu toplinu (dlaka, gusto perje, debeli sloj potkožnog masnog tkiva, itd.).
Na većem dijelu Zemljine teritorije temperatura ima jasno definirane dnevne i sezonske fluktuacije, što određuje određene biološke ritmove organizama. Temperaturni faktor također utiče na vertikalnu zonalnost faune i flore.

Pitanje 3. Kako životinje i biljke dobijaju potrebnu vodu?
Voda- glavna komponenta citoplazme ćelija, jedan je od najvažnijih faktora koji utiču na distribuciju kopnenih živih organizama. Nedostatak vode dovodi do brojnih adaptacija kod biljaka i životinja.
Biljke koriste svoje korijenje da izvuku vodu koja im je potrebna iz tla. Biljke otporne na sušu imaju dubok korijenski sistem, manje ćelije i povećanu koncentraciju ćelijskog soka. Isparavanje vode se smanjuje kao rezultat redukcije listova, formiranja guste kutikule ili voštanog premaza itd. Mnoge biljke mogu apsorbirati vlagu iz zraka (lišajevi, epifiti, kaktusi). Određeni broj biljaka ima vrlo kratku vegetaciju (sve dok ima vlage u zemljištu) - tulipani, perjanica itd. U sušnim vremenima one miruju u obliku podzemnih izdanaka - lukovica ili rizoma.
Svim kopnenim životinjama je potrebna periodična opskrba kako bi se nadoknadio neizbježni gubitak vode uslijed isparavanja ili izlučivanja. Mnogi od njih piju vodu, drugi, kao što su vodozemci, neki insekti i grinje, usisavaju je kroz integument tijela u tečnom ili parnom stanju. Kod kopnenih člankonožaca formiraju se gusti pokrivači koji sprječavaju isparavanje, mijenja se metabolizam - oslobađaju se netopivi proizvodi (mokraćna kiselina, gvanin). Mnogi stanovnici pustinja i stepa (kornjače, zmije) hiberniraju tokom perioda suše. Brojne životinje (insekti, kamile) za život koriste metaboličku vodu koja nastaje prilikom razgradnje masti. Mnoge životinjske vrste nadoknađuju nedostatak vode apsorbirajući je pijući ili hranom (vodozemci, ptice, sisari).

Pitanje 4. Kako organizmi reaguju na različito osvjetljenje?
sunčeva svetlost- glavni izvor energije za žive organizme. Intenzitet svjetlosti (osvijetljenosti) za mnoge organizme je signal za restrukturiranje procesa koji se odvijaju u tijelu, što im omogućava da najbolje odgovore na tekuće promjene vanjskih uvjeta. Svetlost je posebno važna za zelene biljke. Biološki efekat sunčeve svetlosti zavisi od njenih karakteristika: spektralnog sastava, intenziteta, dnevne i sezonske periodičnosti.
Kod mnogih životinja svjetlosni uvjeti uzrokuju pozitivnu ili negativnu reakciju na svjetlost. Neki insekti (moljci) hrle prema svjetlosti, drugi (žohari) je izbjegavaju. Smjena dana i noći je od najveće ekološke važnosti. Mnoge životinje su isključivo dnevne (većina ptica), druge su isključivo noćne (mnogi mali glodari, šišmiši itd.). Mali rakovi koji lebde u vodenom stupcu borave noću u površinskim vodama, a danju tonu u dubinu, izbjegavajući previše jako svjetlo.
Ultraljubičasti dio spektra ima visoku fotohemijsku aktivnost: u životinjskom tijelu je uključen u sintezu vitamina D, te zrake percipiraju organi vida insekata.
Vidljivi dio spektra (crveni i plavi zraci) obezbjeđuje proces fotosinteze, svijetle boje cvijeća (privlače oprašivače). Kod životinja vidljiva svjetlost je uključena u prostornu orijentaciju.
Infracrveni zraci su izvor toplotne energije. Toplina je važna za termoregulaciju hladnokrvnih životinja (beskičmenjaka i nižih kralježnjaka). U biljkama infracrveno zračenje utiče na pojačanje transpiracije, što doprinosi apsorpciji ugljičnog dioksida i kretanju vode kroz biljno tijelo.
Biljke i životinje reaguju na odnos između trajanja perioda svetlosti i tame tokom dana ili sezone. Ovaj fenomen se naziva fotoperiodizam. Fotoperiodizam reguliše dnevne i sezonske ritmove života organizama, a ujedno je i klimatski faktor koji određuje životne cikluse mnogih vrsta. Kod biljaka se fotoperiodizam manifestuje u sinhronizaciji perioda cvatnje i zrenja plodova sa periodom najaktivnije fotosinteze; kod životinja - u poklapanju sezone parenja s obiljem hrane, u migracijama ptica, promjeni dlake kod sisara, upadanju u hibernaciju, promjenama ponašanja itd.

Pitanje 5. Kako zagađivači djeluju na organizme?
Kao rezultat ljudskih aktivnosti, okoliš je zagađen nusproizvodima proizvodnje. Takvi zagađivači uključuju: sumporovodik, sumpor dioksid, soli teških metala (bakar, olovo, cink, itd.), radionuklide, nusproizvode prerade nafte itd. Posebno u područjima s razvijenom industrijom, ove tvari mogu uzrokovati smrt organizama i potaknuti razvoj procesa mutacije, što u konačnici može dovesti do ekološke katastrofe. Štetne tvari koje se nalaze u vodnim tijelima, u tlu i u atmosferi negativno utječu na biljke, životinje i ljude.
Mnogi zagađivači djeluju kao otrovi, uzrokujući izumiranje čitavih biljnih ili životinjskih vrsta. Drugi se mogu prenositi duž lanaca ishrane, akumulirati u tijelima organizama, uzrokovati mutacije gena, čiji se značaj može procijeniti tek u budućnosti. Ljudski život takođe postaje nemoguć u uslovima zagađenja životne sredine, jer postoje brojna direktna trovanja otrovima, kao i nuspojave zagađene životne sredine (povećanje zaraznih bolesti, karcinoma i oboljenja različitih organskih sistema). U pravilu, zagađenje prirode dovodi do smanjenja raznolikosti vrsta i narušavanja stabilnosti biocenoza.

PREDAVANJE №4

TEMA: FAKTORI OKOLIŠA

PLAN:

1. Pojam faktora sredine i njihova klasifikacija.

2. Abiotički faktori.

2.1. Ekološka uloga glavnih abiotičkih faktora.

2.2. topografski faktori.

2.3. faktori prostora.

3. Biotički faktori.

4. Antropogeni faktori.

1. Pojam faktora sredine i njihova klasifikacija

Ekološki faktor - bilo koji element životne sredine koji može direktno ili indirektno uticati na živi organizam, barem u jednoj od faza njegovog individualnog razvoja.

Faktori životne sredine su raznovrsni, a svaki faktor je kombinacija odgovarajućih uslova sredine i njegovog resursa (rezerve u životnoj sredini).

Faktori životne sredine se obično dele u dve grupe: faktori inertne (nežive) prirode – abiotički ili abiogeni; faktori žive prirode - biotički ili biogeni.

Uz gornju klasifikaciju faktora okoline, postoje mnoge druge (manje uobičajene) koje koriste druge karakteristike. Dakle, postoje faktori koji zavise i ne zavise od broja i gustine organizama. Na primjer, broj životinja ili biljaka ne utiče na djelovanje makroklimatskih faktora, dok epidemije (masovne bolesti) uzrokovane patogenim mikroorganizmima zavise od njihovog broja na datoj teritoriji. Poznate su klasifikacije u kojima su svi antropogeni faktori klasifikovani kao biotički.

2. Abiotički faktori

U abiotskom dijelu staništa (u neživoj prirodi) svi faktori se, prije svega, mogu podijeliti na fizičke i kemijske. Međutim, da bi se shvatila suština fenomena i procesa koji se razmatraju, zgodno je abiotičke faktore predstaviti kao skup klimatskih, topografskih, svemirskih faktora, kao i karakteristike sastava životne sredine (vodene, kopnene ili zemljišne), itd.

Fizički faktori- to su oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanička, talasna, itd.). Na primjer, temperatura, ako je visoka - doći će do opekotina, ako je vrlo niska - promrzlina. Na uticaj temperature mogu uticati i drugi faktori: u vodi - struja, na kopnu - vetar i vlažnost itd.

Hemijski faktori su oni koji potiču iz hemijskog sastava životne sredine. Na primjer, salinitet vode, ako je visok, život u rezervoaru može biti potpuno odsutan (Mrtvo more), ali u isto vrijeme većina morskih organizama ne može živjeti u slatkoj vodi. Život životinja na kopnu iu vodi zavisi od adekvatnosti sadržaja kiseonika itd.

Edafski faktori(zemljište) je skup hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utiču kako na organizme koji u njima žive, odnosno na koje su stanište, tako i na korijenski sistem biljaka. Poznati su uticaji hemijskih komponenti (biogenih elemenata), temperature, vlažnosti i strukture tla na rast i razvoj biljaka.

2.1. Ekološka uloga glavnih abiotičkih faktora

sunčevo zračenje. Sunčevo zračenje je glavni izvor energije za ekosistem. Energija Sunca se širi u svemiru u obliku elektromagnetnih talasa. Za organizme je važna talasna dužina percipiranog zračenja, njegov intenzitet i trajanje izlaganja.

Oko 99% ukupne energije sunčevog zračenja čine zraci talasne dužine k = nm, uključujući 48% u vidljivom delu spektra (k = nm), 45% u bliskom infracrvenom (k = nm) i oko 7% je u ultraljubičastom< 400 нм).

Zraci sa X = nm su od primarnog značaja za fotosintezu. Dugotalasno (daleko infracrveno) sunčevo zračenje (k > 4000 nm) ima mali uticaj na vitalne procese organizama. Ultraljubičaste zrake s k\u003e 320 nm u malim dozama su neophodne za životinje i ljude, jer pod njihovim djelovanjem u tijelu nastaje vitamin D. Zračenje sa k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Dok prolazi kroz atmosferski vazduh, sunčeva svetlost se reflektuje, raspršuje i apsorbuje. Čisti snijeg odbija približno 80-95% sunčeve svjetlosti, zagađen - 40-50%, černozemsko tlo - do 5%, suho lagano tlo - 35-45%, četinarske šume - 10-15%. Međutim, osvijetljenost zemljine površine značajno varira u zavisnosti od doba godine i dana, geografske širine, izloženosti padina, atmosferskih uslova itd.

Zbog rotacije Zemlje, dnevno svjetlo i tama se povremeno smjenjuju. Cvjetanje, klijanje sjemena u biljkama, migracija, hibernacija, razmnožavanje životinja i još mnogo toga u prirodi povezani su s trajanjem fotoperioda (dužina dana). Potreba za svjetlom za biljke određuje njihov brzi rast u visinu, slojevitu strukturu šume. Vodene biljke šire se uglavnom u površinskim slojevima vodnih tijela.

Direktno ili difuzno sunčevo zračenje ne zahtijeva samo mala grupa živih bića - neke vrste gljiva, dubokomorske ribe, mikroorganizmi u tlu, itd.

Najvažniji fiziološki i biohemijski procesi koji se odvijaju u živom organizmu, usled prisustva svetlosti, uključuju sledeće:

1. Fotosinteza (1-2% sunčeve energije koja pada na Zemlju koristi se za fotosintezu);

2. Transpiracija (oko 75% - za transpiraciju, koja osigurava hlađenje biljaka i kretanje kroz njih vodenih rastvora mineralnih materija);

3. Fotoperiodizam (osigurava sinhronizaciju životnih procesa u živim organizmima sa periodično promenljivim uslovima sredine);

4. Kretanje (fototropizam kod biljaka i fototaksija kod životinja i mikroorganizama);

5. Vizija (jedna od glavnih analitičkih funkcija životinja);

6. Ostali procesi (sinteza vitamina D kod ljudi na svjetlu, pigmentacija itd.).

Osnova biocenoza centralne Rusije, kao i većine kopnenih ekosistema, su proizvođači. Njihovo korištenje sunčeve svjetlosti ograničeno je brojnim prirodnim faktorima i, prije svega, temperaturnim uslovima. S tim u vezi, razvijene su posebne adaptivne reakcije u vidu slojevitosti, mozaičkih listova, fenoloških razlika itd. Prema zahtjevima za svjetlosne uslove, biljke se dijele na svjetlosne ili svjetloljubive (suncokret, trputac, paradajz, bagrem, dinja), senoviti ili ne vole svjetlo (šumsko bilje, mahovine) i tolerantne na sjenu (kislica, vrijesak, rabarbara, maline, kupine).

Biljke stvaraju uslove za postojanje drugih vrsta živih bića. Zato je njihova reakcija na uslove osvetljenja toliko važna. Zagađenje okoline dovodi do promjene osvjetljenja: smanjenje razine sunčeve insolacije, smanjenje količine fotosintetski aktivnog zračenja (PAR - dio sunčevog zračenja s talasnom dužinom od 380 do 710 nm), promjena spektralnog sastava svetlosti. Kao rezultat toga, uništavaju se cenoze na osnovu dolaska sunčevog zračenja u određenim parametrima.

Temperatura. Za prirodne ekosisteme naše zone, faktor temperature je, uz opskrbu svjetlošću, odlučujući za sve životne procese. Aktivnost populacija zavisi od doba godine i doba dana, jer svaki od ovih perioda ima svoje temperaturne uslove.

Temperatura je uglavnom povezana sa sunčevim zračenjem, ali je u nekim slučajevima određena energijom geotermalnih izvora.

Na temperaturama ispod tačke smrzavanja, živa ćelija biva fizički oštećena nastalim kristalima leda i umire, a na visokim temperaturama dolazi do denaturacije enzima. Velika većina biljaka i životinja ne može izdržati negativne tjelesne temperature. Gornja temperaturna granica života rijetko se penje iznad 40–45 °C.

U rasponu između ekstremnih granica, brzina enzimskih reakcija (dakle, brzina metabolizma) se udvostručuje sa svakih 10°C porasta temperature.

Značajan dio organizama je u stanju kontrolirati (održavati) tjelesnu temperaturu, a prvenstveno najvitalnije organe. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni- toplokrvan (od grčkog homoios - sličan, therme - toplina), za razliku od poikilotermni- hladnokrvni (od grčkog poikilos - raznovrstan, promjenjiv, raznolik), koji ima promjenjivu temperaturu, ovisno o temperaturi okoline.

Poikilotermni organizmi u hladnoj sezoni godine ili dana smanjuju nivo vitalnih procesa do anabioze. To se prvenstveno odnosi na biljke, mikroorganizme, gljive i poikilotermne (hladnokrvne) životinje. Ostaju aktivne samo homoiotermne (toplokrvne) vrste. Heterotermni organizmi, koji su u neaktivnom stanju, imaju tjelesnu temperaturu koja nije mnogo viša od temperature vanjskog okruženja; u aktivnom stanju - prilično visoka (medvjedi, ježevi, šišmiši, vjeverice).

Termoregulaciju homoiotermnih životinja obezbjeđuje poseban tip metabolizma koji ide uz oslobađanje topline u tijelu životinja, prisutnost toplinsko-izolacijskih pokrova, veličinu, fiziologiju itd.

Što se tiče biljaka, one su razvile niz svojstava u procesu evolucije:

otpornost na hladnoću– sposobnost dugotrajnog izdržavanja niskih pozitivnih temperatura (od 0°S do +5°S);

zimska otpornost– sposobnost višegodišnjih vrsta da izdrže kompleks nepovoljnih zimskih uslova;

otpornost na mraz- sposobnost izdržavanja negativnih temperatura dugo vremena;

anabioza- sposobnost da se izdrži period produženog nedostatka faktora okoline u stanju naglog smanjenja metabolizma;

otpornost na toplotu– sposobnost podnošenja visokih (preko +38°…+40°C) temperatura bez značajnih metaboličkih poremećaja;

efemernost– smanjenje ontogeneze (do 2-6 meseci) kod vrsta koje rastu u uslovima kratkog perioda povoljnih temperaturnih uslova.

U vodenoj sredini, zbog velikog toplotnog kapaciteta vode, promene temperature su manje nagle i uslovi su stabilniji nego na kopnu. Poznato je da je u regionima gde temperatura tokom dana veoma varira, kao iu različitim godišnjim dobima, raznovrsnost vrsta manja nego u regionima sa konstantnijim dnevnim i godišnjim temperaturama.

Temperatura, kao i intenzitet svjetlosti, ovisi o geografskoj širini, godišnjem dobu, dobu dana i izloženosti nagibima. Ekstremne temperature (niske i visoke) pogoršavaju jaki vjetrovi.

Promjena temperature dok se dižete u zrak ili zaronite u vodenu sredinu naziva se temperaturna stratifikacija. Obično se u oba slučaja opaža kontinuirano smanjenje temperature sa određenim gradijentom. Međutim, postoje i druge opcije. Dakle, ljeti se površinske vode zagrijavaju više od dubokih. Zbog značajnog smanjenja gustine vode dok se zagreva, njena cirkulacija počinje u površinskom zagrejanom sloju bez mešanja sa gustijom, hladnijom vodom donjih slojeva. Kao rezultat, između toplih i hladnih slojeva formira se srednja zona sa oštrim temperaturnim gradijentom. Sve to utiče na smještaj živih organizama u vodi, kao i na prijenos i disperziju nadolazećih nečistoća.

Slična pojava se dešava i u atmosferi, kada se ohlađeni slojevi vazduha pomeraju naniže i nalaze ispod toplih slojeva, odnosno dolazi do temperaturne inverzije koja doprinosi akumulaciji zagađivača u površinskom sloju vazduha.

Inverzije su olakšane nekim karakteristikama reljefa, kao što su jame i doline. Nastaje kada se na određenoj visini nalaze tvari, poput aerosola, zagrijane direktno direktnim sunčevim zračenjem, što uzrokuje intenzivnije zagrijavanje gornjih slojeva zraka.

U zemljišnoj sredini dnevna i sezonska stabilnost (fluktuacije) temperature zavise od dubine. Značajan temperaturni gradijent (kao i vlažnost) omogućava stanovnicima tla da uz manje pokrete osiguraju sebi povoljno okruženje. Prisustvo i obilje živih organizama može uticati na temperaturu. Na primjer, ispod krošnje šume ili ispod lišća pojedine biljke, postoji drugačija temperatura.

Padavine, vlaga. Voda je neophodna za život na Zemlji, ekološki je jedinstvena. Pod gotovo istim geografskim uslovima na Zemlji postoje i vruća pustinja i tropska šuma. Razlika je samo u godišnjoj količini padavina: u prvom slučaju 0,2–200 mm, au drugom 900–2000 mm.

Padavine, usko povezane sa vlažnošću vazduha, rezultat su kondenzacije i kristalizacije vodene pare u visokim slojevima atmosfere. U površinskom sloju zraka nastaju rose i magle, a pri niskim temperaturama uočava se kristalizacija vlage – pada mraz.

Jedna od glavnih fizioloških funkcija svakog organizma je održavanje odgovarajućeg nivoa vode u tijelu. U procesu evolucije organizmi su razvili različite adaptacije za dobijanje i ekonomično korišćenje vode, kao i za doživljavanje sušnog perioda. Neke pustinjske životinje dobivaju vodu iz hrane, druge oksidacijom pravovremeno uskladištenih masti (na primjer, kamila, sposobna da dobije 107 g metaboličke vode iz 100 g masti biološkom oksidacijom); istovremeno imaju minimalnu vodopropusnost vanjskog integumenta tijela, a suhoću karakterizira pad u stanje mirovanja uz minimalnu brzinu metabolizma.

Kopnene biljke dobijaju vodu uglavnom iz tla. Mala količina padavina, brza drenaža, intenzivno isparavanje ili kombinacija ovih faktora dovode do isušivanja, a višak vlage dovodi do zalijevanja i zalijevanja tla.

Bilans vlage zavisi od razlike između količine padavina i količine vode isparene sa površina biljaka i tla, kao i transpiracijom]. Zauzvrat, procesi isparavanja direktno zavise od relativne vlažnosti atmosferskog zraka. Pri vlažnosti blizu 100% isparavanje praktički prestaje, a ako se temperatura dalje snizi, tada počinje obrnuti proces - kondenzacija (nastaje magla, pada rosa, mraz).

Pored navedenog, vlažnost vazduha kao faktor životne sredine pri svojim ekstremnim vrednostima (visoka i niska vlažnost) pojačava dejstvo (pogoršava) dejstvo temperature na organizam.

Zasićenost zraka vodenom parom rijetko dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Deficit vlažnosti - razlika između maksimalno mogućeg i stvarno postojećeg zasićenja na datoj temperaturi. Ovo je jedan od najvažnijih parametara okoliša, jer karakterizira dvije veličine odjednom: temperaturu i vlažnost. Što je veći deficit vlage, to je suvlje i toplije, i obrnuto.

Režim padavina je najvažniji faktor koji determiniše migraciju zagađujućih materija u prirodnom okruženju i njihovo ispiranje iz atmosfere.

U odnosu na vodni režim razlikuju se sljedeće ekološke grupe živih bića:

hidrobiontima- stanovnici ekosistema čiji se čitav životni ciklus odvija u vodi;

higrofiti– biljke vlažnih staništa (močvarni neven, evropski kupaći kostim, širokolisni rog);

higrofili- životinje koje žive u vrlo vlažnim dijelovima ekosistema (mekušci, vodozemci, komarci, uši);

mezofiti– biljke umjereno vlažnih staništa;

kserofiti– biljke suvih staništa (perjanica, pelin, astragalus);

kserofili- stanovnici sušnih područja koji ne podnose visoku vlažnost (neke vrste gmizavaca, insekata, pustinjskih glodara i sisara);

sukulenti- biljke najsušnijih staništa, sposobne da akumuliraju značajne rezerve vlage unutar stabljike ili listova (kaktusi, aloja, agava);

sklerofiti- biljke veoma sušnih teritorija, sposobne da izdrže jaku dehidraciju (obični devin trn, saksaul, saksagiz);

efemera i efemeroida- jednogodišnje i višegodišnje zeljaste vrste sa skraćenim ciklusom, koji se poklapa sa periodom dovoljno vlage.

Potrošnja vode biljaka može se okarakterizirati sljedećim pokazateljima:

otpornost na sušu– sposobnost podnošenja smanjene atmosferske i (ili) zemljišne suše;

otpornost na vlagu- sposobnost toleriranja zalijevanja vode;

brzina transpiracije- količina vode koja se troši na formiranje jedinice suhe mase (za bijeli kupus 500-550, za bundevu-800);

koeficijent ukupne potrošnje vode- količina vode koju biljka i tlo potroši za stvaranje jedinice biomase (za livadske trave - 350–400 m3 vode po toni biomase).

Kršenje vodnog režima, zagađenje površinskih voda je opasno, au nekim slučajevima i pogubno za cenoze. Promjene u ciklusu vode u biosferi mogu dovesti do nepredvidivih posljedica za sve žive organizme.

Mobilnost okoline. Uzroci kretanja vazdušnih masa (vjetra) su prvenstveno neravnomjerno zagrijavanje zemljine površine, što uzrokuje pad tlaka, kao i rotaciju Zemlje. Vjetar je usmjeren ka toplijem zraku.

Vjetar je najvažniji faktor u distribuciji vlage, sjemena, spora, hemijskih nečistoća i sl. na velike udaljenosti. On doprinosi i smanjenju prizemne koncentracije prašine i plinovitih tvari u blizini mjesta njihovog ulaska u atmosfere, te do povećanja pozadinskih koncentracija u zraku zbog emisija iz udaljenih izvora, uključujući prekogranični transport.

Vjetar ubrzava transpiraciju (isparavanje vlage prizemnim dijelovima biljaka), što posebno pogoršava uslove postojanja pri niskoj vlažnosti. Osim toga, indirektno utječe na sve žive organizme na kopnu, učestvujući u procesima trošenja i erozije.

Mobilnost u prostoru i miješanje vodenih masa doprinose održavanju relativne homogenosti (homogenosti) fizičkih i hemijskih karakteristika vodnih tijela. Prosječna brzina površinskih struja kreće se u rasponu od 0,1-0,2 m/s, ponegdje dostižući 1 m/s, au blizini Golfske struje 3 m/s.

Pritisak. Normalnim atmosferskim pritiskom smatra se apsolutni pritisak na nivou površine Svjetskog okeana od 101,3 kPa, što odgovara 760 mm Hg. Art. ili 1 atm. Unutar zemaljske kugle postoje stalne oblasti visokog i niskog atmosferskog pritiska, a na istim tačkama se uočavaju sezonske i dnevne fluktuacije. Kako se visina povećava u odnosu na nivo okeana, pritisak opada, parcijalni pritisak kiseonika se smanjuje, a transpiracija u biljkama se povećava.

Povremeno se u atmosferi formiraju područja niskog tlaka sa snažnim strujama zraka koje se spiralno kreću prema centru, koje se nazivaju cikloni. Odlikuju ih velika količina padavina i nestabilno vrijeme. Suprotne prirodne pojave nazivaju se anticikloni. Odlikuju ih stabilno vrijeme, slab vjetar i, u nekim slučajevima, temperaturna inverzija. Tokom anticiklona ponekad nastaju nepovoljni meteorološki uslovi koji doprinose akumulaciji zagađujućih materija u površinskom sloju atmosfere.

Tu su i morski i kontinentalni atmosferski pritisak.

Pritisak u vodenoj sredini raste kako ronite. Zbog znatno (800 puta) veće gustine vode od vazduha, na svakih 10 m dubine u slatkovodnom rezervoaru pritisak raste za 0,1 MPa (1 atm). Apsolutni pritisak na dnu Marijanskog rova ​​prelazi 110 MPa (1100 atm).

jonizujućeradijacije. Jonizujuće zračenje je zračenje koje formira parove jona prilikom prolaska kroz supstancu; pozadina - zračenje koje stvaraju prirodni izvori. Ima dva glavna izvora: kosmičko zračenje i radioaktivne izotope, te elemente u mineralima zemljine kore, koji su nastali negdje u procesu formiranja Zemljine tvari. Zbog dugog poluraspada, jezgra mnogih primordijalnih radioaktivnih elemenata preživjela su u utrobi Zemlje do danas. Najvažniji od njih su kalij-40, torijum-232, uranijum-235 i uranijum-238. Pod utjecajem kosmičkog zračenja u atmosferi stalno se stvara sve više novih jezgara radioaktivnih atoma, od kojih su glavni ugljik-14 i tricij.

Radijacijska pozadina krajolika jedna je od nezamjenjivih komponenti njegove klime. Svi poznati izvori jonizujućeg zračenja učestvuju u formiranju pozadine, ali doprinos svakog od njih ukupnoj dozi zračenja zavisi od određene geografske tačke. Čovjek, kao stanovnik prirodnog okruženja, prima najveći dio izloženosti prirodnim izvorima zračenja i to je nemoguće izbjeći. Sva živa bića na Zemlji izložena su zračenju iz Kosmosa. Planinski pejzaži, zbog svoje značajne nadmorske visine, odlikuju se povećanim doprinosom kosmičkog zračenja. Glečeri, koji djeluju kao upijajući zaslon, zadržavaju u svojoj masi zračenje temeljne stijene. Utvrđene su razlike u sadržaju radioaktivnih aerosola nad morem i kopnom. Ukupna radioaktivnost morskog vazduha je stotine i hiljade puta manja od one kontinentalnog vazduha.

Postoje područja na Zemlji u kojima je brzina ekspozicijske doze deset puta veća od prosječnih vrijednosti, na primjer, područja ležišta uranijuma i torijuma. Takva mjesta se nazivaju provincije uranijuma i torijuma. Stabilan i relativno viši nivo zračenja uočen je u izdanima granitnih stijena.

Biološki procesi koji prate formiranje tla značajno utiču na akumulaciju radioaktivnih materija u njima. Uz nizak sadržaj humusnih tvari, njihova aktivnost je slaba, dok su se černozemi oduvijek odlikovali višom specifičnom aktivnošću. Posebno je visoka u černozemima i livadskim zemljištima koja se nalaze u blizini granitnih masiva. Prema stepenu povećanja specifične aktivnosti tla, može se okvirno rasporediti sljedećim redoslijedom: treset; černozem; tla stepske zone i šumske stepe; tla koje se razvijaju na granitima.

Uticaj periodičnih fluktuacija intenziteta kosmičkog zračenja u blizini zemljine površine na dozu zračenja živih organizama je praktično beznačajan.

U mnogim regijama svijeta, brzina doze izloženosti zbog zračenja uranijuma i torija dostiže nivo izloženosti koji je postojao na Zemlji u geološki vidljivom vremenu, u kojem se odvijala prirodna evolucija živih organizama. Općenito, jonizujuće zračenje štetnije djeluje na visoko razvijene i složene organizme, a osoba je posebno osjetljiva. Neke tvari su ravnomjerno raspoređene po cijelom tijelu, kao što je ugljik-14 ili tricij, dok se druge akumuliraju u određenim organima. Dakle, radijum-224, -226, olovo-210, polonijum-210 akumuliraju se u koštanom tkivu. Inertni plin radon-220 ima snažan učinak na pluća, ponekad se oslobađa ne samo iz naslaga u litosferi, već i iz minerala koje čovjek kopa i koristi kao građevinski materijal. Radioaktivne supstance se mogu akumulirati u vodi, tlu, padavinama ili vazduhu ako brzina njihovog ulaska prelazi brzinu radioaktivnog raspada. U živim organizmima do akumulacije radioaktivnih supstanci dolazi kada se unose hranom.

2.2. Topografski faktori

Utjecaj abiotskih faktora u velikoj mjeri ovisi o topografskim karakteristikama područja, koje mogu u velikoj mjeri promijeniti kako klimu, tako i karakteristike razvoja tla. Glavni topografski faktor je visina iznad nivoa mora. Sa nadmorskom visinom, prosječne temperature opadaju, dnevna temperaturna razlika raste, količina padavina, brzina vjetra i intenzitet zračenja se povećavaju, a pritisak opada. Kao rezultat toga, u planinskim područjima, kako se izdiže, uočava se vertikalna zonalnost distribucije vegetacije, koja odgovara slijedu promjena geografskih širina od ekvatora do polova.

Planinski lanci mogu poslužiti kao klimatske barijere. Uzdižući se iznad planina, zrak se hladi, što često uzrokuje padavine i na taj način smanjuje njegovu apsolutnu vlažnost. Dolazeći potom na drugu stranu planinskog lanca, osušeni zrak pomaže u smanjenju intenziteta kiše (snježnih padavina), što stvara "kišnu sjenu".

Planine mogu igrati ulogu izolacionog faktora u procesima specijacije, jer služe kao prepreka migraciji organizama.

Važan topografski faktor je izlaganje(osvetljenost) nagiba. Na sjevernoj hemisferi toplije je na južnim padinama, dok je na južnoj hemisferi toplije na sjevernim padinama.

Drugi važan faktor je strmina padina utiče na drenažu. Voda teče niz padine, ispirući tlo, smanjujući njegov sloj. Osim toga, pod utjecajem gravitacije, tlo polako klizi prema dolje, što dovodi do njegovog nakupljanja u podnožju padina. Prisustvo vegetacije inhibira ove procese, međutim, na nagibima većim od 35° obično nema tla i vegetacije, a stvaraju se sitni ostaci rastresitog materijala.

2.3. Prostor faktori

Naša planeta nije izolovana od procesa koji se odvijaju u svemiru. Zemlja se povremeno sudara sa asteroidima, približava komete, kosmičku prašinu, meteoritske supstance padaju na nju, razne vrste zračenja Sunca i zvijezda. Ciklično (jedan od ciklusa ima period od 11,4 godine), sunčeva aktivnost se mijenja.

Nauka je sakupila mnoge činjenice koje potvrđuju uticaj Kosmosa na život Zemlje.

3. Biotic faktori

Sva živa bića koja okružuju organizam u staništu čine biotičku sredinu ili biota. Biotički faktori- je skup uticaja vitalne aktivnosti jednih organizama na druge.

Odnosi između životinja, biljaka i mikroorganizama su izuzetno raznoliki. Prije svega, razlikovati homotipski reakcije, odnosno interakcija jedinki iste vrste, i heterotipna- odnosi između predstavnika različitih vrsta.

Predstavnici svake vrste mogu postojati u takvom biotičkom okruženju, gdje im veze s drugim organizmima obezbjeđuju normalne uslove života. Glavni oblik ispoljavanja ovih odnosa su nutritivni odnosi organizama različitih kategorija, koji čine osnovu prehrambenih (trofičkih) lanaca, mreža i trofičke strukture biote.

Pored odnosa sa hranom, između biljnih i životinjskih organizama nastaju i prostorni odnosi. Kao rezultat djelovanja mnogih faktora, različite vrste se ne ujedinjuju u proizvoljnu kombinaciju, već samo pod uvjetom prilagodbe zajedničkom životu.

Biotički faktori se manifestuju u biotičkim odnosima.

Razlikuju se sljedeći oblici biotičkih odnosa.

Simbioza(kohabitacija). Ovo je oblik odnosa u kojem oba partnera ili jedan od njih imaju koristi od drugog.

Saradnja. Saradnja je dugotrajna, nerazdvojna, obostrano korisna kohabitacija dvije ili više vrsta organizama. Na primjer, odnos rakova pustinjaka i morske anemone.

Komensalizam. Komensalizam je interakcija između organizama, kada vitalna aktivnost jednog dostavlja hranu (besplatan utovar) ili sklonište (prenoćište) drugome. Tipični primjeri su hijene koje skupljaju ostatke napola pojedenog plijena od lavova, riblje mlade koje se skrivaju pod suncobranima velikih meduza, kao i neke gljive koje rastu na korijenju drveća.

Mutualizam. Mutualizam je uzajamno korisna kohabitacija, kada prisustvo partnera postaje preduslov za postojanje svakog od njih. Primjer je kohabitacija bakterija kvržica i mahunarki, koje mogu zajedno živjeti na tlima siromašnim dušikom i njime obogaćivati ​​tlo.

Antibiosis. Oblik odnosa u kojem su oba partnera ili jedan od njih negativno pogođeni naziva se antibioza.

Konkurencija. To je negativan utjecaj organizama jedni na druge u borbi za hranu, stanište i druge uslove potrebne za život. Najjasnije se manifestuje na nivou stanovništva.

Predation. Predacija je odnos između grabežljivca i plijena, koji se sastoji u tome da jedan organizam pojede drugi. Predatori su životinje ili biljke koje hvataju i jedu životinje za hranu. Tako, na primjer, lavovi jedu biljojede kopitare, ptice - insekte, velike ribe - manje. Predacija je i korisna za jedan organizam i štetna za drugi.

Istovremeno, svi ti organizmi trebaju jedni druge. U procesu interakcije “predator-plijen” dolazi do prirodne selekcije i adaptivne varijabilnosti, odnosno do najvažnijih evolucijskih procesa. U prirodnim uslovima, nijedna vrsta ne teži (i ne može) dovesti do uništenja druge. Štoviše, nestanak bilo kojeg prirodnog "neprijatelja" (predatora) iz staništa može doprinijeti izumiranju njegovog plijena.

Neutralizam. Međusobna nezavisnost različitih vrsta koje žive na istoj teritoriji naziva se neutralizam. Na primjer, vjeverice i losovi se ne takmiče jedni s drugima, ali suša u šumi pogađa oboje, iako u različitom stepenu.

U posljednje vrijeme sve se više pažnje posvećuje antropogenih faktora- skup ljudskih uticaja na životnu sredinu, zbog njegovih urbano-tehnoloških aktivnosti.

4. Antropogeni faktori

Sadašnji stupanj ljudske civilizacije odražava toliki nivo znanja i sposobnosti čovječanstva da njegov uticaj na životnu sredinu, uključujući i biološke sisteme, poprima karakter globalne planetarne sile koju izdvajamo u posebnu kategoriju faktora – antropogene, tj. nastalih ljudskom aktivnošću. To uključuje:

Promjene Zemljine klime kao rezultat prirodnih geoloških procesa, pojačane efektom staklene bašte uzrokovane promjenama optičkih svojstava atmosfere emisijom uglavnom CO, CO2 i drugih plinova u nju;

Krhotine u svemiru blizu Zemlje (NES), čije posljedice još nisu u potpunosti razjašnjene, osim stvarne opasnosti za svemirske letjelice, uključujući komunikacijske satelite, lokacije zemljine površine i druge koje se široko koriste u modernim sistemima interakcije između ljudi, država i vlada;

Smanjenje snage stratosferskog ozonskog ekrana formiranjem takozvanih „ozonskih rupa“, koje smanjuju zaštitne sposobnosti atmosfere od prodora tvrdog kratkotalasnog ultraljubičastog zračenja opasnog za žive organizme na površinu Zemlje;

Hemijsko zagađenje atmosfere tvarima koje doprinose stvaranju kiselih padavina, fotokemijskog smoga i drugih spojeva opasnih za biosferske objekte, uključujući ljude i umjetne objekte stvorene od njih;

Zagađenje okeana i promjene u svojstvima oceanskih voda zbog naftnih derivata, njihova zasićenost atmosfere ugljičnim dioksidom, koju zagađuju vozila i termoelektrane, zakopavanje visoko toksičnih kemijskih i radioaktivnih tvari u oceanske vode, zagađenje riječnim otjecanjem, poremećaji u vodnom bilansu priobalnih područja zbog regulacionih rijeka;

Iscrpljivanje i zagađenje svih vrsta izvorskih i kopnenih voda;

Radioaktivna kontaminacija pojedinih lokacija i regija sa tendencijom širenja po površini Zemlje;

Zagađenje tla zbog zagađenih padavina (npr. kisele kiše), neoptimalna upotreba pesticida i mineralnih đubriva;

Promjene u geohemiji krajolika, u vezi s termoenergetikom, preraspodjelom elemenata između crijeva i površine Zemlje kao rezultat preraspodjele rudarstva i topljenja (na primjer, koncentracija teških metala) ili ekstrakcije anomalnih , visoko mineralizovane podzemne vode i slane vode na površinu;

Kontinuirano nagomilavanje na površini Zemlje kućnog smeća i svih vrsta čvrstog i tečnog otpada;

Narušavanje globalne i regionalne ekološke ravnoteže, omjera ekoloških komponenti u obalnom dijelu kopna i mora;

Kontinuirano, a ponegdje i sve veće dezertifikacija planete, produbljivanje procesa dezertifikacije;

Smanjenje površine tropskih šuma i sjeverne tajge, ovih glavnih izvora održavanja ravnoteže kisika na planeti;

Oslobađanje kao rezultat svih gore navedenih procesa ekoloških niša i njihovo popunjavanje drugim vrstama;

Apsolutna prenaseljenost Zemlje i relativna demografska prenaseljenost pojedinih regiona, ekstremna diferencijacija siromaštva i bogatstva;

Pogoršanje životne sredine u prenaseljenim gradovima i metropolitanskim područjima;

Iscrpljivanje mnogih mineralnih nalazišta i postepeni prelazak sa bogatih na sve siromašnije rude;

Jačanje društvene nestabilnosti, kao rezultat sve veće diferencijacije bogatog i siromašnog dijela stanovništva mnogih zemalja, povećanja nivoa naoružanja njihovog stanovništva, kriminalizacije, prirodnih ekoloških katastrofa.

Smanjenje imunološkog statusa i zdravstvenog stanja stanovništva mnogih zemalja svijeta, uključujući i Rusiju, višestruko ponavljanje epidemija koje postaju sve masovnije i teže po svojim posljedicama.

Ovo nikako nije potpuni krug problema, u rješavanju svakog od kojih specijalist može pronaći svoje mjesto i posao.

Najveće i najznačajnije je hemijsko zagađenje životne sredine supstancama za njega neobične hemijske prirode.

Fizički faktor kao zagađivač ljudske aktivnosti je neprihvatljiv nivo termičkog zagađenja (posebno radioaktivnog).

Biološko zagađenje životne sredine su različiti mikroorganizmi, među kojima su najopasnije razne bolesti.

Kontrola pitanja I zadataka

1. Šta su faktori životne sredine?

2. Koji faktori životne sredine se klasifikuju kao abiotički, a koji su biotički?

3. Kako se zove ukupnost uticaja životne aktivnosti jednih organizama na životnu aktivnost drugih?

4. Šta su resursi živih bića, kako se klasifikuju i koji je njihov ekološki značaj?

5. Koje faktore prije svega treba uzeti u obzir prilikom kreiranja projekata upravljanja ekosistemom. Zašto?

Upoznavanje s ekologijom počinjemo, možda, s jednim od najrazvijenijih i najproučavanijih odjeljaka - autekologijom. Pažnja autekologije fokusira se na interakciju pojedinaca ili grupa pojedinaca sa uslovima njihovog okruženja. Stoga je ključni koncept autekologije ekološki faktor, odnosno faktor sredine koji utiče na organizam.

Nikakve mjere zaštite okoliša nisu moguće bez proučavanja optimalnog djelovanja jednog ili drugog faktora na datu biološku vrstu. Zapravo, kako zaštititi ovu ili onu vrstu, ako ne znate kakve životne uvjete preferira. Čak i "zaštita" takve vrste kao razumnog čovjeka zahtijeva poznavanje sanitarno-higijenskih standarda, koji nisu ništa drugo do optimum raznih faktora okoline u odnosu na čovjeka.

Utjecaj okoline na tijelo naziva se okolišnim faktorom. Tačna naučna definicija je:

EKOLOŠKI FAKTOR - svako stanje okoline na koje živi reagira adaptivnim reakcijama.

Faktor životne sredine je svaki element životne sredine koji ima direktan ili indirektan uticaj na žive organizme barem tokom jedne od faza njihovog razvoja.

Po svojoj prirodi faktori životne sredine se dele u najmanje tri grupe:

abiotički faktori - uticaj nežive prirode;

biotički faktori - uticaji žive prirode.

antropogeni faktori - uticaji izazvani razumnom i nerazumnom ljudskom delatnošću ("anthropos" - osoba).

Čovjek modificira živu i neživu prirodu, te u određenom smislu preuzima geohemijsku ulogu (na primjer, oslobađa ugljik zamućen u obliku uglja i nafte dugi niz milijuna godina i ispušta ga u zrak s ugljičnim dioksidom). Stoga se antropogeni faktori po obimu i globalnom uticaju približavaju geološkim silama.

Nerijetko su i faktori sredine podvrgnuti detaljnijoj klasifikaciji, kada je potrebno ukazati na određenu grupu faktora. Na primjer, postoje klimatski (koji se odnose na klimu), edafski (tlo) okolišni faktori.

Kao udžbenički primjer indirektnog djelovanja faktora okoline navode se takozvane ptičje kolonije, koje predstavljaju ogromne koncentracije ptica. Velika gustina ptica objašnjava se čitavim lancem uzročno-posledičnih veza. Ptičiji izmet ulazi u vodu, organske tvari u vodi mineraliziraju bakterije, povećana koncentracija minerala dovodi do povećanja broja algi, a nakon njih - zooplanktona. Niži rakovi uključeni u zooplankton hrane se ribom, a ptice koje nastanjuju lejilište ptica hrane se ribom. Lanac se zatvara. Ptičiji izmet djeluje kao okolišni faktor koji indirektno povećava broj ptičjih kolonija.

Kako uporediti djelovanje faktora toliko različitih po prirodi? I pored ogromnog broja faktora, iz same definicije faktora sredine kao elementa životne sredine koji utiče na organizam, sledi nešto zajedničko. Naime: djelovanje faktora sredine uvijek se izražava u promjeni vitalne aktivnosti organizama i na kraju dovodi do promjene veličine populacije. Ovo omogućava poređenje uticaja različitih faktora okoline.

Nepotrebno je reći da učinak faktora na pojedinca nije određen prirodom faktora, već njegovom dozom. U svjetlu navedenog, pa čak i jednostavnog životnog iskustva, postaje očito da je učinak određen upravo dozom faktora. Zaista, šta je faktor "temperatura"? Ovo je prilično apstrakcija, ali ako kažete da je temperatura -40 Celzijusa - nema vremena za apstrakcije, bilo bi bolje da se umotate u sve toplo! S druge strane, ni +50 stepeni nam se neće činiti mnogo boljim.

Dakle, faktor djeluje na organizam određenom dozom, a među tim dozama se mogu razlikovati minimalne, maksimalne i optimalne doze, kao i one vrijednosti na kojima prestaje život pojedinca (oni se nazivaju smrtonosnim ili smrtonosna).

Učinak različitih doza na populaciju u cjelini vrlo je jasno grafički opisan:

Osa ordinata prikazuje veličinu populacije u zavisnosti od doze jednog ili drugog faktora (os apscisa). Razlikuju se optimalne doze faktora i doze djelovanja faktora pri kojima dolazi do inhibicije vitalne aktivnosti datog organizma. Na grafikonu, ovo odgovara 5 zona:

optimalna zona

desno i lijevo od njega su pesimalne zone (od granice optimalne zone do max ili min)

smrtonosne zone (iznad max i min) gdje je populacija 0.

Raspon vrijednosti faktora, izvan kojeg normalan život pojedinca postaje nemoguć, naziva se granicama izdržljivosti.

U sljedećoj lekciji ćemo pogledati kako se organizmi razlikuju u odnosu na različite faktore okoline. Drugim riječima, sljedeća lekcija će se fokusirati na ekološke grupe organizama, kao i na Liebigovu bačvu i kako je sve to povezano sa definicijom MPC.

Glossary

FAKTOR ABIOTIČKI - stanje ili skup uslova neorganskog svijeta; ekološki faktor nežive prirode.

ANTROPOGENI FAKTOR - faktor životne sredine koji svoje poreklo duguje ljudskoj delatnosti.

PLANKTON - skup organizama koji žive u vodenom stupcu i nisu u stanju da se aktivno odupru prenosu struja, odnosno "plutaju" u vodi.

PTICA TRŽNICA - kolonijalno naselje ptica vezanih za vodenu sredinu (gulemoti, galebovi).

Na koje ekološke faktore istraživač prije svega obraća pažnju od svoje raznolikosti? Nerijetko se istraživaču susreće sa zadatkom da identificira one okolišne faktore koji inhibiraju vitalnu aktivnost predstavnika date populacije, ograničavaju rast i razvoj. Na primjer, potrebno je otkriti razloge opadanja prinosa ili razloge izumiranja prirodne populacije.

Uz svu raznolikost okolišnih faktora i poteškoća koje se javljaju prilikom pokušaja procjene njihovog zajedničkog (složenog) uticaja, važno je da su faktori koji čine prirodni kompleks od nejednake važnosti. Još u 19. veku Libig (Liebig, 1840), proučavajući uticaj različitih mikroelemenata na rast biljaka, ustanovio je da je rast biljaka ograničen elementom čija je koncentracija minimalna. Faktor deficita nazvan je ograničavajući faktor. Slikovito, ova pozicija pomaže u predstavljanju takozvanog "Liebigovog bureta".

Liebig barrel

Zamislite bačvu sa drvenim letvicama na stranama različite visine, kao što je prikazano na slici. Jasno je, koliko god da su druge letvice visoke, ali vodu možete sipati u bure tačno onoliko koliko je dužina najkraće letvice (u ovom slučaju 4 matrice).

Ostaje samo "zamijeniti" neke pojmove: neka visina izlivene vode bude neka biološka ili ekološka funkcija (na primjer, produktivnost), a visina tračnica pokazat će stupanj odstupanja doze jednog ili drugog faktora od optimalnog.

Trenutno se Liebigov zakon minimuma tumači šire. Ograničavajući faktor može biti faktor koji je ne samo u manjku, već i u višku.

Faktor sredine igra ulogu OGRANIČAVAjućeg FAKTORA ako je ovaj faktor ispod kritičnog nivoa ili premašuje maksimalno podnošljiv nivo.

Ograničavajući faktor određuje područje distribucije vrste ili (u manje teškim uvjetima) utječe na opći nivo metabolizma. Na primjer, sadržaj fosfata u morskoj vodi je ograničavajući faktor koji određuje razvoj planktona i ukupnu produktivnost zajednica.

Koncept "ograničavajućih faktora" ne primjenjuje se samo na različite elemente, već na sve faktore okoline. Konkurentski odnosi često djeluju kao ograničavajući faktor.

Svaki organizam ima svoje granice izdržljivosti u odnosu na različite faktore životne sredine. Ovisno o tome koliko su te granice široke ili uske, razlikuju se euribiontni i stenobiontski organizmi. Euribionti su u stanju da izdrže širok spektar intenziteta različitih faktora okoline. Na primjer, stanište lisice je od šuma-tundre do stepa. Stenobionti, naprotiv, podnose samo vrlo uske fluktuacije u intenzitetu faktora sredine. Na primjer, gotovo sve biljke tropskih kišnih šuma su stenobioti.

Nije neuobičajeno naznačiti na koji faktor se misli. Dakle, možemo govoriti o euritermalnim (tolerišu velike temperaturne fluktuacije) organizmima (mnogi insekti) i stenotermalnim (za tropske šumske biljke, temperaturne fluktuacije unutar +5 ... +8 stepeni C mogu biti fatalne); eury / stenohaline (toleriše / ne toleriše fluktuacije saliniteta vode); evry / stenobats (koji žive u širokim / uskim granicama dubine rezervoara) i tako dalje.

Pojava stenobiontskih vrsta u procesu biološke evolucije može se smatrati oblikom specijalizacije u kojem se postiže veća efikasnost na račun prilagodljivosti.

Interakcija faktora. MPC.

Kod nezavisnog delovanja faktora sredine dovoljno je operisati pojmom „ograničavajući faktor“ da bi se utvrdio kombinovani efekat kompleksa faktora sredine na dati organizam. Međutim, u stvarnim uslovima, faktori okoline mogu jedni druge pojačati ili oslabiti. Na primjer, mraz u regiji Kirov lakše se podnosi nego u Sankt Peterburgu, jer potonji ima veću vlažnost.

Obračun interakcije faktora okoline je važan naučni problem. Postoje tri glavne vrste faktora interakcije:

aditiv - interakcija faktora je jednostavan algebarski zbir efekata svakog od faktora sa nezavisnom akcijom;

sinergijski - zajedničko djelovanje faktora pojačava učinak (odnosno, učinak njihovog zajedničkog djelovanja je veći od jednostavnog zbira efekata svakog faktora sa nezavisnim djelovanjem);

antagonistički - zajedničko djelovanje faktora slabi učinak (odnosno, učinak njihovog zajedničkog djelovanja je manji od jednostavnog zbira efekata svakog faktora).

Zašto je važno znati o interakciji faktora okoline? Teorijsko utemeljenje vrijednosti maksimalno dozvoljenih koncentracija (MPC) zagađujućih materija ili maksimalno dozvoljenih nivoa (MPL) uticaja zagađujućih agenasa (npr. buke, zračenja) zasniva se na zakonu ograničavajućeg faktora. MPC se eksperimentalno postavlja na nivo na kojem se patološke promjene još ne javljaju u tijelu. Istovremeno, postoje poteškoće (na primjer, najčešće je potrebno ekstrapolirati podatke dobivene o životinjama na ljude). Međutim, ne radi se o njima.

Nije neuobičajeno čuti kako nadležni za zaštitu životne sredine sa zadovoljstvom izvještavaju da je nivo većine zagađivača u gradskoj atmosferi unutar MPC-a. Istovremeno, Državni sanitarni i epidemiološki nadzor konstatuje povećan nivo respiratornih oboljenja kod djece. Objašnjenje bi moglo biti ovako. Nije tajna da mnogi zagađivači zraka imaju sličan učinak: nadražuju sluznicu gornjih dišnih puteva, izazivaju respiratorna oboljenja itd. A zajedničko djelovanje ovih zagađivača daje aditivni (ili sinergijski) učinak.

Stoga, idealno, kada se razvijaju MPC standardi i procjenjuje postojeća ekološka situacija, treba uzeti u obzir interakciju faktora. Nažalost, u praksi to može biti vrlo teško izvodljivo: teško je planirati takav eksperiment, teško je procijeniti interakciju, plus pooštravanje MPC-a ima negativne ekonomske efekte.

Glossary

MIKROELEMENTI - hemijski elementi neophodni organizmima u zanemarljivim količinama, ali određuju uspešnost njihovog razvoja. M. u obliku mikrođubriva koristi se za povećanje prinosa biljaka.

OGRANIČAVAJUĆI FAKTOR - faktor koji postavlja okvir (određujući) za tok nekog procesa ili za postojanje organizma (vrste, zajednice).

AREAL - područje rasprostranjenja bilo koje sistematske grupe organizama (vrste, roda, porodice) ili određene vrste zajednice organizama (na primjer, područje borovih šuma lišaja).

METABOLIZAM - (u odnosu na tijelo) dosljedna potrošnja, transformacija, korištenje, akumulacija i gubitak tvari i energije u živim organizmima. Život je moguć samo putem metabolizma.

euribiont - organizam koji živi u različitim uvjetima okoline

STENOBIONT - organizam koji zahteva strogo definisane uslove postojanja.

KSENOBIOTIK - hemijska supstanca koja je strana telu, prirodno nije uključena u biotički ciklus. U pravilu, ksenobiotik je antropogenog porijekla.

Ekosistem

URBANI I INDUSTRIJSKI EKOSISTEMI

Opšte karakteristike urbanih ekosistema.

Urbani ekosistemi su heterotrofni, udio solarne energije fiksirane urbanim postrojenjima ili solarnim panelima smještenim na krovovima kuća je beznačajan. Glavni izvori energije za gradska preduzeća, grijanje i osvjetljenje stanova građana nalaze se izvan grada. Riječ je o nalazištima nafte, plina, uglja, hidro i nuklearnih elektrana.

Grad troši ogromnu količinu vode, od čega samo mali dio čovjek koristi za direktnu potrošnju. Najveći dio vode se troši na proizvodne procese i domaće potrebe. Lična potrošnja vode u gradovima kreće se od 150 do 500 litara dnevno, a uzimajući u obzir industriju, na jednog građanina otpada i do 1000 litara dnevno. Voda koju koriste gradovi vraća se prirodi u zagađenom stanju – zasićena je teškim metalima, ostacima nafte, složenim organskim materijama poput fenola itd. Može sadržavati patogene. Grad emituje otrovne gasove i prašinu u atmosferu, koncentriše otrovni otpad na deponijama, koji sa tokovima izvorske vode ulazi u vodene ekosisteme. Biljke, kao dio urbanih ekosistema, rastu u parkovima, baštama i travnjacima, njihova glavna svrha je regulacija gasnog sastava atmosfere. Oslobađaju kiseonik, apsorbuju ugljen-dioksid i pročišćavaju atmosferu od štetnih gasova i prašine koji u nju ulaze tokom rada industrijskih preduzeća i transporta. Biljke imaju i veliku estetsku i dekorativnu vrijednost.

Životinje u gradu zastupljene su ne samo vrstama uobičajenim u prirodnim ekosistemima (ptice žive u parkovima: crvendać, slavuj, vučić; sisari: voluharice, vjeverice i predstavnici drugih grupa životinja), već i posebnom grupom urbanih životinja - ljudskim saputnicima. Uključuje ptice (vrapci, čvorci, golubovi), glodare (pacovi i miševi) i insekte (žohare, stjenice, moljci). Mnoge životinje povezane s ljudima hrane se smećem na deponijama smeća (čavke, vrapci). Ovo su gradske medicinske sestre. Razgradnju organskog otpada ubrzavaju larve muha i druge životinje i mikroorganizmi.

Glavna karakteristika ekosistema savremenih gradova je da je u njima narušena ekološka ravnoteža. Sve procese regulacije protoka materije i energije čovek mora da preuzme. Čovjek mora regulirati kako potrošnju energije i resursa od strane grada - sirovina za industriju i hranu za ljude, tako i količinu toksičnog otpada koji dolazi u atmosferu, vodu i tlo kao rezultat industrije i transporta. Konačno, to određuje i veličinu ovih ekosistema, koji se u razvijenim zemljama, a posljednjih godina iu Rusiji, ubrzano „šire“ zbog izgradnje prigradskih vikendica. Područja niskog nivoa smanjuju površinu šuma i poljoprivrednog zemljišta, njihovo „širenje“ zahtijeva izgradnju novih autoputeva, čime se smanjuje udio ekosistema sposobnih za proizvodnju hrane i cikliranje kisika.

Industrijsko zagađenje životne sredine.

U urbanim ekosistemima industrijsko zagađenje je najopasnije za prirodu.

Hemijsko zagađenje atmosfere. Ovaj faktor je jedan od najopasnijih za ljudski život. Najčešći zagađivači

Sumpor dioksid, dušikovi oksidi, ugljični monoksid, hlor itd. U nekim slučajevima dvije ili relativno nekoliko relativno bezopasnih supstanci koje se ispuštaju u atmosferu mogu formirati toksična jedinjenja pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Ekolozi broje oko 2.000 zagađivača vazduha.

Glavni izvori zagađenja su termoelektrane. Kotlarnice, rafinerije nafte i vozila također jako zagađuju atmosferu.

Hemijsko zagađenje vodnih tijela. Preduzeća bacaju naftne proizvode, jedinjenja dušika, fenol i mnoge druge industrijske otpade u vodena tijela. Tokom proizvodnje nafte, vodna tijela su zagađena slanim vrstama, a nafta i naftni proizvodi se također izlivaju tokom transporta. U Rusiji, jezera sjevernog zapadnog Sibira najviše pate od zagađenja naftom. Posljednjih godina povećana je opasnost za vodene ekosisteme kućnih otpadnih voda iz gradske kanalizacije. U tim otpadnim vodama povećana je koncentracija deterdženata, koje mikroorganizmi teško razgrađuju.

Sve dok je količina zagađujućih materija koje se emituju u atmosferu ili ispuštaju u reke mala, sami ekosistemi su u stanju da se nose sa njima. Uz umjereno zagađenje, voda u rijeci postaje gotovo čista nakon 3-10 km od izvora zagađenja. Ako ima previše zagađivača, ekosistemi se ne mogu nositi s njima i počinju nepovratne posljedice.

Voda postaje nepitka i opasna za ljude. Zagađena voda nije pogodna za mnoge industrije.

Zagađenje površine tla čvrstim otpadom. Gradske deponije industrijskog i kućnog otpada zauzimaju velike površine. Smeće može sadržavati otrovne tvari kao što su živa ili drugi teški metali, hemijska jedinjenja koja se otapaju u kišnici i snježnoj vodi, a zatim ulaze u vodena tijela i podzemne vode. Može dospjeti u smeće i uređaje koji sadrže radioaktivne tvari.

Površina tla može biti zagađena pepelom nataloženim iz dima termoelektrana na ugalj, cementara, vatrostalnih opeka itd. Kako bi se spriječila ova kontaminacija, na cijevi se postavljaju posebni sakupljači prašine.

Hemijsko zagađenje podzemnih voda. Tokovi podzemnih voda prenose industrijsko zagađenje na velike udaljenosti i nije uvijek moguće utvrditi njihov izvor. Uzrok zagađenja može biti ispiranje toksičnih materija kišnicom i snježnim vodama sa industrijskih deponija. Do zagađenja podzemnih voda dolazi i prilikom proizvodnje nafte savremenim metodama, kada se, u cilju povećanja povrata naftnih ležišta, u bušotine ponovo ubrizgava slana voda, koja je isplivala na površinu zajedno sa naftom prilikom njenog crpljenja.

Slana voda ulazi u vodonosnike, voda u bunarima postaje gorka i nepitka.

Zagađenje bukom. Izvor zagađenja bukom može biti industrijsko preduzeće ili transport. Posebno teški kiperi i tramvaji proizvode veliku buku. Buka utiče na ljudski nervni sistem, pa se u gradovima i preduzećima preduzimaju mere zaštite od buke.

Željezničke i tramvajske pruge i puteve, kojima prolazi teretni saobraćaj, potrebno je premjestiti iz centralnih dijelova gradova u slabo naseljena područja i oko njih stvoriti zelene površine koje dobro upijaju buku.

Avioni ne bi trebalo da lete iznad gradova.

Buka se mjeri u decibelima. Otkucaji sata - 10 dB, šapat - 25, buka sa prometnog autoputa - 80, buka pri poletanju aviona - 130 dB. Prag boli buke je 140 dB. Na teritoriji stambenog naselja tokom dana buka ne bi trebala prelaziti 50-66 dB.

Takođe, zagađivači uključuju: kontaminaciju površine tla jalovinom i deponijama pepela, biološko zagađenje, toplotno zagađenje, radijaciono zagađenje, elektromagnetno zagađenje.

Zagađenje zraka. Ako uzmemo zagađenje vazduha iznad okeana kao jedinicu, onda je nad selima ono 10 puta veće, nad malim gradovima - 35 puta, a nad velikim gradovima - 150 puta. Debljina sloja zagađenog vazduha iznad grada iznosi 1,5 - 2 km.

Najopasniji zagađivači su benz-a-piren, dušikov dioksid, formaldehid i prašina. U evropskom dijelu Rusije i na Uralu, u prosjeku tokom godine po 1 km2. km, palo je više od 450 kg atmosferskih zagađivača.

U odnosu na 1980., količina emisije sumpor-dioksida povećana je za 1,5 puta; Drumskim transportom u atmosferu je bačeno 19 miliona tona atmosferskih zagađivača.

Ispuštanje otpadnih voda u rijeke iznosilo je 68,2 m3. km sa naknadnom potrošnjom od 105,8 kubnih metara. km. Potrošnja vode u industriji iznosi 46%. Udio neprečišćenih otpadnih voda se smanjuje od 1989. godine i iznosi 28%.

Zbog prevlasti zapadnih vjetrova, Rusija prima 8-10 puta više zagađivača zraka od svojih zapadnih susjeda nego što ih šalje njima.

Kisele kiše negativno su uticale na polovinu evropskih šuma, a proces sušenja šuma počeo je i u Rusiji. U Skandinaviji je 20.000 jezera već umrlo zbog kiselih kiša koje dolaze iz Velike Britanije i Njemačke. Pod uticajem kiselih kiša, arhitektonski spomenici umiru.

Štetne tvari koje izlaze iz dimnjaka visine 100 m raspršuju se u radijusu od 20 km, visine 250 m - do 75 km. Šampionska cijev je izgrađena u fabrici bakra i nikla u Sudburyju (Kanada) i ima visinu veću od 400 m.

Hlorofluorougljenici koji oštećuju ozonski omotač (CFC) ulaze u atmosferu iz gasova rashladnog sistema (u SAD - 48%, au drugim zemljama - 20%), upotrebom aerosolnih limenki (u SAD - 2%, a pre nekoliko godina zabranjena je njihova prodaja, u drugim zemljama - 35%), rastvarači koji se koriste u hemijskom čišćenju (20%) i u proizvodnji pena, uključujući stiroform (25-

Glavni izvor freona koji uništavaju ozonski omotač su industrijski hladnjaci - hladnjaci. U običnom kućnom hladnjaku nalazi se 350 g freona, au industrijskim - desetine kilograma. Samo hlađenje u

Moskva godišnje koristi 120 tona freona. Značajan dio toga, zbog nesavršenosti opreme, završava u atmosferi.

Zagađenje slatkovodnih ekosistema. 1989. godine, 1,8 tona fenola, 69,7 tona sulfata, 116,7 tona sintetičkih površinski aktivnih supstanci (tenzida) ispušteno je u jezero Ladoga - rezervoar pitke vode za šestmiliotni Sankt Peterburg - 1989. godine.

Zagađuje vodene ekosisteme i riječni transport. Na Bajkalskom jezeru, na primjer, pluta 400 brodova raznih veličina, koji godišnje ispuste u vodu oko 8 tona naftnih derivata.

U većini ruskih preduzeća, otrovni proizvodni otpad se ili baca u vodena tijela, trujući ih, ili se akumuliraju bez obrade, često u ogromnim količinama. Ove akumulacije smrtonosnog otpada mogu se nazvati "ekološkim rudnicima"; kada brane puknu, mogu završiti u vodenim tijelima. Primer takvog "ekološkog rudnika" je hemijska fabrika iz Čerepovca "Ammophos". Njegova septička jama prostire se na površini od 200 hektara i sadrži 15 miliona tona otpada. Brana koja zatvara jamu se podiže svake godine

4 m. Nažalost, "rudnik Cherepovets" nije jedini.

U zemljama u razvoju svake godine umre 9 miliona ljudi. Do 2000. godine, više od milijardu ljudi će imati nedostatak vode za piće.

Zagađenje morskih ekosistema. Oko 20 milijardi tona smeća bačeno je u Svjetski okean – od domaće kanalizacije do radioaktivnog otpada. Svake godine za svaki 1 sq. km vodene površine dodati još 17 tona smeća.

Više od 10 miliona tona nafte se izlije u okean svake godine, što formira film koji pokriva 10-15% njegove površine; i 5 g naftnih derivata dovoljno je za zatezanje filma od 50 četvornih metara. m vodene površine. Ovaj film ne samo da smanjuje isparavanje i apsorpciju ugljičnog dioksida, već uzrokuje i gladovanje kisikom i uginuće jaja i mladih riba.

Zagađenje zračenjem. Pretpostavlja se da će se do 2000. godine svijet nagomilati

1 milion kubnih metara m visokoradioaktivnog otpada.

Prirodna radioaktivna pozadina pogađa svakog čovjeka, čak i one koji ne dolaze u kontakt s nuklearnim elektranama ili nuklearnim oružjem. Svi mi u životu primamo određenu dozu zračenja, od čega 73% dolazi od zračenja prirodnih tijela (na primjer, granita u spomenicima, obloga kuća, itd.), 14% od medicinskih procedura (prvenstveno od posjeta X-u). zračna soba) i 14% - na kosmičke zrake. Tokom života (70 godina) osoba može, bez većeg rizika, dobiti zračenje od 35 rem (7 rem iz prirodnih izvora, 3 rem iz svemirskih izvora i rendgenskih aparata). U zoni nuklearne elektrane Černobil u najzagađenijim područjima možete dobiti do 1 rem na sat. Snaga zračenja na krovu u periodu gašenja požara u nuklearnoj elektrani dostigla je 30.000 rendgena na sat, pa se bez zaštite od zračenja (olovno odijelo) smrtonosna doza zračenja mogla dobiti za 1 minut.

Satna doza zračenja, smrtonosna za 50% organizama, iznosi 400 rem za ljude, 1000-2000 rem za ribe i ptice, od 1000 do 150.000 za biljke i 100.000 rem za insekte. Dakle, najjače zagađenje nije smetnja masovnoj reprodukciji insekata. Od biljaka, drveće je najmanje otporno na zračenje, a trave su najotpornije.

Zagađenje kućnim otpadom. Količina nagomilanog smeća stalno raste. Sada je to od 150 do 600 kg godišnje za svakog stanovnika grada. Najviše smeća se proizvodi u SAD (520 kg godišnje po stanovniku), u Norveškoj, Španiji, Švedskoj, Holandiji - 200-300 kg, au Moskvi - 300-320 kg.

Da bi se papir razgradio u prirodnom okruženju potrebno je od 2 do 10 godina, limenka - više od 90 godina, filter za cigarete - 100 godina, plastična vrećica - više od 200 godina, plastika - 500 godina, staklo - više od 1000 godina.

Načini smanjenja štete od hemijskog zagađenja

Najčešće zagađenje - hemijsko. Postoje tri glavna načina za smanjenje štete od njih.

Razblaživanje. Čak i prečišćene otpadne vode moraju se razblažiti 10 puta (a netretirane - 100-200 puta). U preduzećima se grade visoki dimnjaci tako da se emitovani gasovi i prašina ravnomerno raspršuju. Razrjeđivanje je nedjelotvoran način smanjenja štete od zagađenja, prihvatljiv samo kao privremena mjera.

Čišćenje. Ovo je danas glavni način smanjenja emisije štetnih materija u životnu sredinu u Rusiji. Međutim, kao rezultat tretmana nastaje mnogo koncentriranog tečnog i čvrstog otpada, koji se također mora skladištiti.

Zamjena starih tehnologija novim tehnologijama s malim otpadom. Zbog dublje obrade moguće je smanjiti količinu štetnih emisija za desetine puta. Otpad iz jedne industrije postaje sirovina za drugu.

Slikovna imena za ova tri načina smanjenja zagađenja životne sredine dali su nemački ekolozi: „produžiti cijev” (razblaživanje disperzijom), „začepiti cijev” (čišćenje) i „zavezati cijev u čvor” (tehnologije s malo otpada) . Nemci su obnovili ekosistem Rajne, koja je dugi niz godina bila kanalizacija u koju se bacao otpad industrijskih divova. To je učinjeno tek 80-ih godina, kada je, konačno, "cijev bila vezana u čvor".

Nivo zagađenja životne sredine u Rusiji je i dalje veoma visok, a ekološki nepovoljna situacija opasna po zdravlje stanovništva razvila se u skoro 100 gradova zemlje.

Određeno poboljšanje ekološke situacije u Rusiji postignuto je zahvaljujući poboljšanju rada postrojenja za prečišćavanje i padu proizvodnje.

Dalje smanjenje emisije toksičnih materija u životnu sredinu može se postići uvođenjem manje opasnih niskootpadanih tehnologija. Međutim, da bi se cijev „vezala u čvor“, potrebno je nadograditi opremu u preduzećima, što zahtijeva vrlo velika ulaganja i stoga će se odvijati postepeno.

Gradovi i industrijski objekti (naftna polja, kamenolomi za razvoj uglja i rude, hemijska i metalurška postrojenja) rade na energiji koja dolazi iz drugih industrijskih ekosistema (energetski kompleks), a njihovi proizvodi nisu biljna i životinjska biomasa, već čelik, liveno gvožđe i aluminijum, razne mašine i uređaji, građevinski materijali, plastika i još mnogo toga što nema u prirodi.

Problemi urbane ekologije su, prije svega, problemi smanjenja emisije raznih zagađivača u okoliš i zaštite vode, atmosfere i tla od gradova. Oni se rješavaju stvaranjem novih tehnologija i proizvodnih procesa sa niskim nivoom otpada i efikasnih postrojenja za tretman.

Biljke igraju važnu ulogu u ublažavanju uticaja urbanih faktora životne sredine na ljude. Zelene površine poboljšavaju mikroklimu, hvataju prašinu i gasove, te blagotvorno utiču na psihičko stanje građana.

književnost:

Mirkin B.M., Naumova L.G. Ekologija Rusije. Udžbenik iz saveznog kompleta za 9-11 razred srednje škole. Ed. 2., revidirano.

I extra. - M.: AO MDS, 1996. - 272 sa ilustr.