INSTITUȚIE DE ÎNVĂȚĂMÂNT NESTATALĂ

ÎNVĂŢĂMÂNT PROFESIONAL SUPERIOR

CAPITAL ACADEMIA FINANCIARĂ ȘI UMANITARĂ

Filiala din Salekhard

Facultatea de Funcție Publică și Finanțe

Specialitate: Administrație de stat și municipală

Subiectul „Ecologia teritoriilor”

" Factorii de mediu ai mediului "

Completat de un student în anul 2

Salekhard, 2011

Introducere

1. Habitat

2. Factori de mediu

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Lumea organică din jur este o parte integrantă a mediului fiecărei ființe vii. Relațiile reciproce ale organismelor stau la baza existenței biocenozelor și populațiilor.

Viul este inseparabil de mediu. Fiecare organism individual, fiind un sistem biologic independent, se află în permanență în relații directe sau indirecte cu diverse componente și fenomene ale mediului său sau, cu alte cuvinte, habitatul care afectează starea și proprietățile organismelor.

Mediul este unul dintre conceptele ecologice de bază, ceea ce înseamnă întreaga gamă de elemente și condiții care înconjoară organismul în acea parte a spațiului în care trăiește organismul, tot ceea ce trăiește și cu care interacționează direct. În același timp, organismele, adaptându-se la un anumit set de condiții specifice, schimbă treptat aceste condiții în cursul activității lor de viață, adică. mediul existent al acesteia.

Scopul rezumatului este de a înțelege varietatea factorilor de mediu de mediu, având în vedere că fiecare factor este o combinație a condițiilor de mediu corespunzătoare și a resursei sale (rezerva în mediu).

1. Habitat

Habitatul este acea parte a naturii care înconjoară un organism viu și cu care interacționează direct. Componentele și proprietățile mediului sunt diverse și schimbătoare. Orice ființă vie trăiește într-o lume complexă, în schimbare, adaptându-se constant la ea și reglându-și activitatea de viață în conformitate cu schimbările sale.

Habitatul unui organism este un set de condiții abiotice și biotice ale vieții sale. Proprietățile mediului sunt în continuă schimbare, iar orice creatură, pentru a supraviețui, se adaptează la aceste schimbări.

Impactul mediului este perceput de organisme prin intermediul factorilor de mediu numiți de mediu.

2. Factori de mediu

Factorii de mediu sunt diverși. Ele pot fi necesare sau, dimpotrivă, dăunătoare ființelor vii, promovează sau împiedică supraviețuirea și reproducerea. Factorii de mediu au o natură și o specificitate diferită de acțiune. Printre acestea se numără abiotice și biotice, antropice (Fig. 1).

Factorii abiotici reprezintă întregul ansamblu de factori ai mediului anorganic care afectează viața și distribuția animalelor și plantelor. Factorii abiotici sunt temperatura, lumina, radiațiile radioactive, presiunea, umiditatea aerului, compoziția sării apei, vântul, curenții, terenul - toate acestea sunt proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Printre acestea se disting fizice, chimice și edafice.

Fig.1. Factorii de mediu ai mediului

Factorii fizici sunt cei a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura, dacă este ridicată, va provoca o arsură, dacă este foarte scăzută, degerături. Alți factori pot afecta și efectul temperaturii: în apă - curent, pe uscat - vânt și umiditate etc.

Dar există și factori fizici de impact global asupra organismelor, care includ câmpurile geofizice naturale ale Pământului. Este bine cunoscut, de exemplu, impactul ecologic al câmpurilor magnetice, electromagnetice, radioactive și altele ale planetei noastre.

Factorii chimici sunt cei care provin din compoziția chimică a mediului. De exemplu, salinitatea apei. Dacă este mare, viața din rezervor poate fi complet absentă (Marea Moartă), dar, în același timp, majoritatea organismelor marine nu pot trăi în apă dulce. Viața animalelor pe uscat și în apă etc. depinde de suficiența conținutului de oxigen.

Factorii edafici, de ex. sol - aceasta este o combinație de proprietăți chimice, fizice și mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele care trăiesc în ele, de exemplu. cele pentru care sunt habitatul și pe sistemul radicular al plantelor. Este bine cunoscută influența componentelor chimice (elemente biogene), a temperaturii, umidității, structurii solului, conținutului de humus etc. asupra cresterii si dezvoltarii plantelor.

Dintre factorii abiotici se disting destul de des factorii climatici (temperatura, umiditatea aerului, vant, etc.) si hidrografici ai mediului acvatic (apa, curentul, salinitatea etc.).

Aceștia sunt deja factori ai naturii vii sau factori biotici.

Factorii biotici sunt forme de influență a ființelor vii unele asupra altora. Fiecare organism experimentează în mod constant influența directă sau indirectă a altor creaturi, intră în contact cu reprezentanții propriei specii și ai altor specii - plante, animale, microorganisme, depinde de ele și are un impact asupra lor.

De exemplu, în pădure, sub influența vegetației, se creează un microclimat sau micromediu special, unde, în comparație cu un habitat deschis, se creează propriul regim de temperatură și umiditate: iarna este cu câteva grade mai cald, vara este mai rece și mai umed. Un micromediu special apare și în golurile copacilor, vizuini, peșteri etc.

De remarcat sunt condițiile micromediului de sub stratul de zăpadă, care are deja o natură pur abiotică. Ca urmare a efectului de încălzire al zăpezii, care este cel mai eficient atunci când are o grosime de cel puțin 50-70 cm, animalele mici rozătoare trăiesc la baza ei, aproximativ într-un strat de 5 cm, iarna, deoarece condițiile de temperatură sunt favorabile pentru ele aici (de la 0 la - 2 ° C). Datorită aceluiași efect, răsadurile de cereale de iarnă - secară, grâu - sunt păstrate sub zăpadă. Animalele mari - căprioare, elani, lupi, vulpi, iepuri de câmp etc. - se ascund și ele în zăpadă de înghețuri severe, culcându-se în zăpadă pentru a se odihni.

Interacțiunile intraspecifice dintre indivizii aceleiași specii sunt alcătuite din efecte de grup și de masă și competiție intraspecifică. Efecte de grup și de masă - termeni propuși de D.B. Grasse (1944) denotă asocierea animalelor din aceeași specie în grupuri de doi sau mai mulți indivizi și efectul cauzat de suprapopularea mediului. În prezent, aceste efecte sunt denumite cel mai adesea factori demografici. Ele caracterizează dinamica numărului și densității grupurilor de organisme la nivel de populație, care se bazează pe competiția intraspecifică, care este fundamental diferită de competiția interspecifică. Se manifestă în principal în comportamentul teritorial al animalelor care își protejează locurile de cuibărit și o zonă cunoscută din zonă. La fel sunt multe păsări și pești.

Relațiile interspecifice sunt mult mai diverse (Fig. 1). Două specii care trăiesc una lângă alta s-ar putea să nu se influențeze deloc una pe cealaltă, ele se pot influența atât favorabil, cât și nefavorabil. Tipuri posibile de combinații și reflectă diferite tipuri de relații:

Neutralism - ambele tipuri sunt independente și nu au niciun efect unul asupra celuilalt;

habitatul factorului de mediu

concurență - fiecare dintre specii are un efect negativ asupra celeilalte;

Mutualism - speciile nu pot exista unele fără altele;

protocooperare (commonwealth) - ambele specii formează o comunitate, dar pot exista separat, deși comunitatea le avantajează pe ambele;

comensalism - o specie, comensal, beneficiază de coabitare, iar cealaltă specie - proprietarul nu are niciun beneficiu (toleranță reciprocă);

amensalism - o specie inhibă creșterea și reproducerea alteia - amensal;

prădare - o specie prădătoare se hrănește cu prada sa.

Relațiile interspecifice stau la baza existenței comunităților biotice (biocenoze).

Factorii antropogeni sunt forme de activitate ale societății umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat pentru alte specii sau le afectează direct viața. De-a lungul istoriei omenirii, dezvoltarea mai întâi a vânătorii, apoi a agriculturii, industriei și transporturilor a schimbat foarte mult natura planetei noastre. Semnificația impactului antropic asupra întregii lumi vii a Pământului continuă să crească rapid.

Deși omul influențează fauna sălbatică printr-o schimbare a factorilor abiotici și a relațiilor biotice ale speciilor, activitățile oamenilor de pe planetă ar trebui să fie evidențiate ca o forță specială care nu se încadrează în cadrul acestei clasificări. În prezent, practic, soarta acoperirii vii a Pământului, tot felul de organisme este în mâinile societății umane, depinde de influența antropică asupra naturii.

Problemele moderne de mediu și interesul crescând pentru ecologie sunt asociate cu acțiunea factorilor antropici.

Majoritatea factorilor se modifică calitativ și cantitativ în timp. De exemplu, climatice - în timpul zilei, sezonului, anului (temperatură, iluminare etc.).

Modificările factorilor de mediu în timp pot fi:

1) regulat-periodic, schimbând puterea impactului în legătură cu ora din zi, sau anotimpul anului sau ritmul mareelor ​​în ocean;

2) neregulat, fără o periodicitate clară, de exemplu, modificări ale condițiilor meteorologice în diferiți ani, fenomene catastrofale - furtuni, averse, alunecări de teren etc.;

3) direcționate pe perioade de timp cunoscute, uneori lungi, de exemplu, în timpul unei răcire sau încălzire a climei, creșterea excesivă a corpurilor de apă, pășunatul constant în aceeași zonă etc.

O astfel de subdiviziune a factorilor este foarte importantă în studierea adaptabilității organismelor la condițiile de viață. Lipsa sau excesul factorilor de mediu afectează negativ viața organismului. Pentru fiecare organism, există o anumită gamă de acțiuni ale factorului de mediu (Fig. 2). Forța favorabilă de influență se numește zona optimă a factorului ecologic sau pur și simplu optimul pentru organismele unei specii date. Cu cât abaterile de la optim sunt mai puternice, cu atât este mai pronunțat efectul inhibitor al acestui factor asupra organismelor (zona pessimum). Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice, dincolo de care existența nu mai este posibilă, apare moartea. Limitele de rezistență între punctele critice se numesc valența ecologică a ființelor vii în raport cu un anumit factor de mediu.

Fig.2. Schema acțiunii factorilor de mediu asupra organismelor vii.

Reprezentanții diferitelor specii diferă foarte mult unul de celălalt atât în ​​ceea ce privește poziția optimului, cât și în valența ecologică.

Capacitatea unui organism de a se adapta la acțiunea factorilor de mediu se numește adaptare (lat. Adantatuo - adaptare).

Intervalul dintre minim și maxim al factorului de mediu determină cantitatea de rezistență - toleranță (lat. Tolerantua - răbdare) la acest factor.

Diferitele organisme sunt caracterizate de diferite niveluri de toleranță.

Concluzie

Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor conviețuitoare din diferite specii. De exemplu, un vânt puternic iarna este nefavorabil pentru animalele mari, deschise, dar nu le afectează pe cele mai mici care se refugiază în vizuini sau sub zăpadă. Compoziția de sare a solului este importantă pentru nutriția plantelor, dar este indiferentă pentru majoritatea animalelor terestre etc.

Unele proprietăți ale mediului rămân relativ constante pe perioade lungi de timp în evoluția speciilor. Acestea sunt forța gravitației, constanta solară, compoziția de sare a oceanului și proprietățile atmosferei.

Clasificările factorilor de mediu sunt diverse datorită complexității excepționale, interconexiunii și interdependenței fenomenelor din natură. Alături de clasificarea factorilor de mediu luati în considerare în acest eseu, există mulți alții (mai puțin obișnuiți) care folosesc alte caracteristici distinctive. Deci, există factori care depind și nu depind de numărul și densitatea organismelor. De exemplu, efectul factorilor macroclimatici nu este afectat de numărul de animale sau plante, în timp ce epidemiile (bolile în masă) cauzate de microorganismele patogene depind de numărul dintr-un anumit teritoriu. Există clasificări în care toți factorii antropici sunt clasificați ca biologici.

Bibliografie

1. Berezina N.A. Ecologia plantelor: manual. indemnizație pentru studenți. superior manual instituții - M.: Centrul editorial „Academia”, 2009. - 400 p.

2. Blinov L.N. Ecologie. Concepte de bază, termeni, legi, scheme: Manual. [Text] Sankt Petersburg: SPbGPU, 2006. - 90 p.

3. Gorelov A.A. Ecologie: note de curs [Text] - M.: Învățământ superior, 2008. - 192 p.

4. Korobkin V.N., Peredelsky L.V. Ecologie: un manual pentru universități. - al 12-lea, adaugă. și refăcut. - Rostov n/a: Phoenix, 2007. - 602 p.

5. Nikolaikin N.N. Ecologie: un manual pentru provocare - ed. a 2-a, revizuită. si suplimentare - M.: Butarda, 2005. - 624 p.

6. Chernova N.M., Bylova A.M. Ecologie generală [Text] M.: Butard, 2006.

Factorii de mediu sunt componente individuale ale mediului care afectează organismul. Abiotic Factori de mediu Biotic Antropic

Aceștia sunt, în primul rând, factorii climatici (lumina solară, temperatură, umiditatea aerului) și locali (relieful, proprietățile solului, salinitatea, curenții, vântul, radiațiile etc.). Acești factori pot afecta organismul direct sau indirect.

Factorii biotici sunt toate formele posibile de influență a organismelor vii (plante, animale, ciuperci, bacterii, viruși) unul asupra celuilalt.

Influența antropică a unei persoane reprezintă acele forme de activitate umană care, influențând mediul înconjurător, modifică condițiile de viață ale organismelor vii sau afectează direct anumite specii de plante și animale.

Condițiile de mediu sau condițiile ecologice se numesc factori de mediu abiotici care se modifică în timp și spațiu, la care organismele răspund.

Temperatura. Orice organism este capabil să trăiască numai într-un anumit interval de temperatură. Undeva în acest interval, condițiile de temperatură sunt cele mai favorabile pentru existența unui anumit organism. Pe măsură ce temperatura se apropie de limitele intervalului, viteza proceselor de viață încetinește și, în cele din urmă, se opresc cu totul - organismul moare.

Lumina Din cele mai vechi timpuri, s-au distins plantele iubitoare de lumină și tolerante la umbră. Multe animale sunt exclusiv diurne (majoritatea passerinelor), altele sunt exclusiv nocturne (multe rozătoare mici, lilieci).

Apa În cea mai mare parte a istoriei sale, fauna sălbatică a fost reprezentată exclusiv de forme acvatice de organisme. După ce au cucerit pământul, ei nu și-au pierdut totuși dependența de apă. Apa face parte integrantă din marea majoritate a ființelor vii: este necesară pentru funcționarea lor normală. Un organism în curs de dezvoltare normală pierde în mod constant apă și, prin urmare, nu poate trăi în aer absolut uscat. Mai devreme sau mai târziu, astfel de pierderi pot duce la moartea corpului.

Plantele iau apă folosind rădăcinile lor. Lichenii pot capta vaporii de apă din aer. Plantele au o serie de adaptări care asigură pierderi minime de apă. Toate animalele terestre au nevoie de o aprovizionare periodică cu apă pentru a compensa pierderile de apă. Multe animale beau apă; alții, cum ar fi amfibienii, îl absorb prin tegumentul corpului. Majoritatea animalelor din deșert nu beau niciodată.

Importanti sunt asa-numitii factori climatici secundari, precum vantul, presiunea atmosferica, altitudinea. Vântul are un efect indirect: prin creșterea evaporării, crește uscăciunea. Această acțiune este importantă în locurile reci, în munții sau în regiunile polare.

Legile generale ale acțiunii factorilor de mediu asupra organismului Legea optimului (lat. Optimum - „cel mai bun”) reflectă reacția speciilor la o modificare a puterii oricărui factor. Există anumite limite de acțiune ale fiecărui factor, în cadrul cărora crește viabilitatea organismelor. Aceasta este zona optimă. Cu abateri de la această zonă în direcția scăderii sau creșterii forței impactului factorului, viabilitatea organismelor scade. Aceasta este o zonă de opresiune, sau pessimum (lat. pessimus - „foarte rău”). Dacă acțiunea factorului depășește anumite limite, minime sau maxime posibile pentru specie, organismele mor. Valoarea distructivă a factorului se numește punct critic.

Legea optimului este de mare importanță practică. Nu există factori complet pozitivi sau negativi, totul depinde de doza lor. Toate formele de influență a mediului asupra organismelor au o expresie pur cantitativă. Pentru a controla activitatea vitală a unei specii, în primul rând ar trebui să preveniți ieșirea diferiților factori de mediu dincolo de valorile lor critice și să încercați să mențineți zona optimă. Acest lucru este foarte important pentru producția de culturi, creșterea animalelor, silvicultură și, în general, toate domeniile de interacțiune a omului cu fauna sălbatică. Aceeași regulă se aplică și persoanei însuși, mai ales în domeniul medicinei.

Utilizarea legii optimului este complicată de faptul că dozele optime de factori sunt diferite pentru fiecare specie. Ceea ce este bun pentru o specie poate fi pesimist sau dincolo de limitele critice pentru alta. De exemplu, la o temperatură de 20 ° C, o maimuță tropicală tremură de frig, iar locuitorul din nord - ursul polar - lâncește de căldură. Moliile fluturează încă în noiembrie (la 6°C), când majoritatea celorlalte insecte intră în toropeală. Orezul este cultivat pe câmpuri inundate cu apă, iar grâul în astfel de condiții se udă și moare.

Legea individualității ecologice a speciilor reflectă diversitatea relației organismelor cu mediul. Mărturisește că în natură nu există două specii cu o coincidență completă a punctelor optime și critice în raport cu un set de factori de mediu. Dacă speciile coincid în rezistența la un factor, atunci cu siguranță se vor dispersa în rezistență la altul. Ignorarea legii individualității ecologice a speciilor, de exemplu, în producția agricolă, poate duce la moartea organismelor. Atunci când se folosesc îngrășăminte minerale, pesticide, aceste substanțe sunt adesea aplicate în cantități excesive, indiferent de nevoile individuale.

Legea factorului limitativ este strâns legată de legea optimului și decurge din aceasta. Nu există factori în întregime negativi sau pozitivi în mediu: totul depinde de puterea acțiunii lor. Ființele vii sunt afectate simultan de mulți factori și, în plus, majoritatea sunt modificabile. Dar în fiecare anumită perioadă de timp, se poate evidenția cel mai important factor de care depinde viața în cea mai mare măsură. Se dovedește a fi factorul de mediu care se abate cel mai mult de la optim, adică limitează activitatea vitală a organismelor într-o anumită perioadă. Orice factor care influențează organismele poate deveni optim sau limitativ, în funcție de puterea influenței sale.

Legea acțiunii combinate a factorilor spune: rezultatul influenței oricărui factor de mediu asupra activității vitale a organismelor depinde în mare măsură de combinația și puterea celorlalți în acest moment.

Legea indispensabilității factorilor indică faptul că este imposibil să înlocuiți complet un factor cu altul. Dar adesea, cu influența complexă a factorilor, se poate observa efectul de substituție. De exemplu, lumina nu poate fi înlocuită cu exces de căldură sau dioxid de carbon, dar acționând asupra schimbărilor de temperatură, fotosinteza poate fi crescută la plante. Totuși, aceasta nu este o înlocuire a unui factor cu altul, ci o manifestare a unui efect biologic similar cauzat de modificările indicatorilor cantitativi ai acțiunii combinate a factorilor. Acest fenomen este utilizat pe scară largă în agricultură. De exemplu, în sere pentru a produce produse, acestea creează un conținut crescut de dioxid de carbon și umiditate în aer, încălzire și, prin urmare, compensează parțial lipsa de lumină toamna și iarna.

În acțiunea factorilor de mediu pe planetă, există o periodicitate asociată cu timpul zilei, anotimpurile anului, mareele mării și fazele lunii. Această periodicitate se datorează unor motive cosmice - mișcarea Pământului în jurul axei sale, în jurul Soarelui și interacțiunea cu Luna. Viața de pe Pământ este adaptată acestui ritm constant existent, care se manifestă prin schimbări în starea și comportamentul organismelor.

Vegetația plantelor, căderea frunzelor, repausul de iarnă, reproducerea animalelor, migrațiile acestora, hibernarea, îngrășarea sunt exemple de fenomene cauzate de anotimpul anului. Schimbarea zilei și a nopții provoacă modificări ale activității animalelor, ale ratei fotosintezei la plante etc.

Durata luminii zilei este singurul semnal precis al apropierii iernii sau primăverii, adică schimbări în întregul complex de factori de mediu. Condițiile meteorologice sunt înșelătoare. Prin urmare, plantele, de exemplu, reacționând la lungimea zilei, nu își deschid frunzele în timpul dezghețurilor de iarnă și nu se transformă în căderea frunzelor în timpul înghețurilor de vară pe termen scurt. Plantele înfloresc și la o anumită lungime a zilei. Înflorirea plantelor este una dintre manifestările fotoperiodismului. Aceasta este o problemă comună pentru cultivatori. Prin urmare, printre plante, este important să se facă distincția între speciile sau soiurile de zi scurtă și de zi lungă. Plantele de zi lungă sunt distribuite în principal în latitudinile temperate și subpolare, iar plantele de zi scurtă în zonele mai apropiate de ecuator.

Capacitatea de a percepe durata zilei și de a răspunde la aceasta este răspândită în special în regnul animal. La animale, fotoperiodismul controlează fertilitatea, momentul sezonului de împerechere, migrația și trecerea la hibernare.

Întrebări 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ce sunt factorii de mediu? În ce grupuri sunt împărțiți factorii de mediu? Ce se numește condiții de mediu? Care este esența legii optimului? Ce valoare are? De ce este necesar să se țină cont de legea individualității ecologice a speciilor? Care este factorul limitativ? Care este esența legii acțiunii comune a factorilor? Ce este un efect de substituție? Ce este fotoperiodismul?

Întrebarea 2. Ce efect are temperatura asupra diferitelor tipuri de organisme?
Orice tip de organisme este capabil să trăiască numai într-un anumit interval de temperatură, în care condițiile de temperatură sunt cele mai favorabile existenței sale, iar funcțiile sale vitale sunt îndeplinite cel mai activ. Temperatura afectează direct rata reacțiilor biochimice din corpurile organismelor vii, care se desfășoară în anumite limite. Limitele de temperatură în care trăiesc de obicei organismele sunt de la 0 la 50oC. Dar unele bacterii și alge pot trăi în izvoarele termale la o temperatură de 85-87°C. Temperaturile ridicate (până la 80oC) sunt tolerate de unele alge unicelulare din sol, lichenii solzi și semințele de plante. Există animale și plante care pot rezista la efectele temperaturilor foarte scăzute - până când îngheață complet. Pe măsură ce ne apropiem de limitele intervalului de temperatură, viteza proceselor de viață încetinește, iar dincolo de limitele sale se opresc cu totul - organismul moare.
Majoritatea animalelor sunt organisme cu sânge rece (poikiloterme) - temperatura corpului lor depinde de temperatura mediului ambiant. Acestea sunt toate tipurile de nevertebrate și o parte semnificativă de vertebrate (pești, amfibieni, reptile).
Păsările și mamiferele sunt animale cu sânge cald (homeoterme). Temperatura corpului lor este relativ constantă și depinde în mare măsură de metabolismul organismului însuși. De asemenea, aceste animale dezvoltă adaptări care le permit să rețină căldura corpului (păr, penaj dens, un strat gros de țesut adipos subcutanat etc.).
Pe cea mai mare parte a teritoriului Pământului, temperatura are clar definite fluctuații zilnice și sezoniere, ceea ce determină anumite ritmuri biologice ale organismelor. Factorul de temperatură afectează și zonalitatea verticală a faunei și florei.

Întrebarea 3. Cum obțin animalele și plantele apa de care au nevoie?
Apă- componenta principală a citoplasmei celulelor, este unul dintre cei mai importanți factori care afectează distribuția organismelor vii terestre. Lipsa apei duce la o serie de adaptări la plante și animale.
Plantele își folosesc rădăcinile pentru a extrage apa de care au nevoie din sol. Plantele rezistente la secetă au un sistem radicular adânc, celule mai mici și o concentrație crescută de seva celulară. Evaporarea apei scade ca urmare a reducerii frunzelor, a formării unei cuticule groase sau a unui strat de ceară etc. Multe plante pot absorbi umezeala din aer (licheni, epifite, cactusi). Un număr de plante au un sezon de creștere foarte scurt (atâta timp cât există umiditate în sol) - lalele, iarbă cu pene etc. În perioadele secetoase, sunt latente sub formă de lăstari subterani - bulbi sau rizomi.
Toate animalele terestre au nevoie de o aprovizionare periodică pentru a compensa pierderile inevitabile de apă din cauza evaporării sau excreției. Mulți dintre ei beau apă, alții, cum ar fi amfibienii, unele insecte și acarienii, o aspiră prin tegumentul corpului în stare lichidă sau de vapori. La artropodele terestre se formează învelișuri dense care împiedică evaporarea, metabolismul este modificat - se eliberează produse insolubile (acid uric, guanină). Mulți locuitori din deșerturi și stepe (broaște țestoase, șerpi) hibernează în perioada de secetă. Un număr de animale (insecte, cămile) folosesc apa metabolică pentru viață, care este produsă în timpul descompunerii grăsimilor. Multe specii de animale compensează lipsa apei prin absorbția acesteia la băutură sau cu hrana (amfibieni, păsări, mamifere).

Întrebarea 4. Cum reacţionează organismele la iluminare diferită?
lumina soarelui- principala sursă de energie pentru organismele vii. Intensitatea luminii (iluminarea) pentru multe organisme este un semnal pentru restructurarea proceselor care au loc în organism, ceea ce le permite să răspundă cel mai bine la schimbările continue ale condițiilor externe. Lumina este deosebit de importantă pentru plantele verzi. Efectul biologic al luminii solare depinde de caracteristicile sale: compoziția spectrală, intensitatea, periodicitatea zilnică și sezonieră.
La multe animale, condițiile de lumină provoacă o reacție pozitivă sau negativă la lumină. Unele insecte (molii) se adună la lumină, altele (gândacii) o evită. Schimbarea zilei și a nopții este de cea mai mare importanță ecologică. Multe animale sunt exclusiv diurne (majoritatea păsărilor), altele sunt exclusiv nocturne (multe rozătoare mici, lilieci etc.). Micile crustacee care plutesc în coloana de apă stau noaptea în apele de suprafață, iar ziua se scufundă în adâncuri, evitând lumina prea puternică.
Partea ultravioletă a spectrului are o activitate fotochimică ridicată: în organismul animal este implicată în sinteza vitaminei D, aceste raze sunt percepute de organele vizuale ale insectelor.
Partea vizibilă a spectrului (razele roșii și albastre) asigură procesul de fotosinteză, culoarea strălucitoare a florilor (atragerea polenizatorilor). La animale, lumina vizibilă este implicată în orientarea spațială.
Razele infrarosii sunt o sursa de energie termica. Căldura este importantă pentru termoreglarea animalelor cu sânge rece (nevertebrate și vertebrate inferioare). La plante, radiațiile infraroșii afectează îmbunătățirea transpirației, ceea ce contribuie la absorbția dioxidului de carbon și la mișcarea apei prin corpul plantei.
Plantele și animalele răspund la raportul dintre durata perioadei de lumină și întuneric în timpul zilei sau sezonului. Acest fenomen se numește fotoperiodism. Fotoperiodismul reglează ritmurile zilnice și sezoniere ale vieții organismelor și este, de asemenea, un factor climatic care determină ciclurile de viață ale multor specii. La plante, fotoperiodismul se manifestă prin sincronizarea perioadei de înflorire și coacere a fructelor cu perioada celei mai active fotosinteze; la animale - în coincidența sezonului de reproducere cu o abundență de hrană, în migrațiile păsărilor, schimbarea blanii la mamifere, căderea în hibernare, modificări de comportament etc.

Întrebarea 5. Cum acționează poluanții asupra organismelor?
Ca urmare a activităților umane, mediul este poluat cu produse secundare ale producției. Astfel de poluanți includ: hidrogen sulfurat, dioxid de sulf, săruri ale metalelor grele (cupru, plumb, zinc etc.), radionuclizi, produse secundare ale rafinării petrolului etc. În special în zonele cu industrie dezvoltată, aceste substanțe pot provoca moartea organismelor și pot stimula dezvoltarea procesului de mutație, care poate duce în cele din urmă la un dezastru ecologic. Substanțele nocive găsite în corpurile de apă, în sol și în atmosferă afectează negativ plantele, animalele și oamenii.
Mulți poluanți acționează ca otrăvuri, determinând dispariția întregii specii de plante sau animale. Altele pot fi transmise de-a lungul lanțurilor trofice, se acumulează în corpurile organismelor, provoacă mutații genetice, a căror semnificație poate fi evaluată doar în viitor. Viața omului devine imposibilă și în condiții de poluare a mediului, deoarece există numeroase otrăviri directe cu otrăvuri, precum și efecte secundare ale unui mediu poluat (creșterea bolilor infecțioase, a cancerelor și a bolilor diferitelor sisteme de organe). De regulă, poluarea naturii duce la o scădere a diversității speciilor și o încălcare a stabilității biocenozelor.

PRELEGERE №4

TEMA: FACTORI DE MEDIU

PLAN:

1. Conceptul de factori de mediu și clasificarea acestora.

2. Factori abiotici.

2.1. Rolul ecologic al principalilor factori abiotici.

2.2. factori topografici.

2.3. factori spațiali.

3. Factori biotici.

4. Factori antropogeni.

1. Conceptul de factori de mediu și clasificarea acestora

Factorul ecologic - orice element al mediului care poate afecta direct sau indirect un organism viu, cel puțin la una dintre etapele dezvoltării sale individuale.

Factorii de mediu sunt diverși, iar fiecare factor este o combinație a condițiilor de mediu corespunzătoare și a resursei sale (rezerva în mediu).

Factorii de mediu de mediu sunt de obicei împărțiți în două grupe: factori de natură inertă (nevie) - abiotici sau abiogeni; factori ai naturii vii – biotici sau biogeni.

Alături de clasificarea de mai sus a factorilor de mediu, există multe altele (mai puțin obișnuite) care folosesc alte caracteristici distinctive. Deci, există factori care depind și nu depind de numărul și densitatea organismelor. De exemplu, numărul de animale sau plante nu afectează acțiunea factorilor macroclimatici, în timp ce epidemiile (bolile în masă) cauzate de microorganismele patogene depind de numărul acestora pe un anumit teritoriu. Sunt cunoscute clasificări în care toți factorii antropici sunt clasificați ca biotici.

2. Factori abiotici

În partea abiotică a habitatului (în natura neînsuflețită), toți factorii, în primul rând, pot fi împărțiți în fizici și chimici. Cu toate acestea, pentru a înțelege esența fenomenelor și proceselor luate în considerare, este convenabil să se reprezinte factorii abiotici ca un ansamblu de factori climatici, topografici, spațiali, precum și caracteristici ale compoziției mediului (acvatic, terestru sau sol) etc.

Factori fizici- acestea sunt cele a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura, dacă este ridicată - va exista o arsură, dacă este foarte scăzută - degerături. Alți factori pot afecta și efectul temperaturii: în apă - curent, pe uscat - vânt și umiditate etc.

Factori chimici sunt cele care provin din compoziţia chimică a mediului. De exemplu, salinitatea apei, dacă este mare, viața într-un rezervor poate fi complet absentă (Marea Moartă), dar, în același timp, majoritatea organismelor marine nu pot trăi în apă dulce. Viața animalelor pe uscat și în apă depinde de adecvarea conținutului de oxigen etc.

Factori edafici(solul) este un ansamblu de proprietăți chimice, fizice și mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele care trăiesc în ele, adică pentru care sunt habitatul, cât și sistemul radicular al plantelor. Efectele componentelor chimice (elementele biogene), ale temperaturii, umidității și structurii solului asupra creșterii și dezvoltării plantelor sunt binecunoscute.

2.1. Rolul ecologic al principalilor factori abiotici

radiatie solara. Radiația solară este principala sursă de energie pentru ecosistem. Energia Soarelui se propagă în spațiu sub formă de unde electromagnetice. Pentru organisme, lungimea de undă a radiației percepute, intensitatea și durata de expunere sunt importante.

Aproximativ 99% din energia totală a radiației solare sunt raze cu o lungime de undă de k = nm, inclusiv 48% se află în partea vizibilă a spectrului (k = nm), 45% este în infraroșu apropiat (k = nm) și aproximativ 7% este în ultraviolet (k = nm).< 400 нм).

Razele cu X = nm sunt de importanță primordială pentru fotosinteză. Radiația solară cu undă lungă (infraroșu îndepărtat) (k > 4000 nm) are un efect redus asupra proceselor vitale ale organismelor. Razele ultraviolete cu k\u003e 320 nm în doze mici sunt necesare pentru animale și oameni, deoarece sub acțiunea lor se formează vitamina D în organism. Radiația cu k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Pe măsură ce trece prin aerul atmosferic, lumina soarelui este reflectată, împrăștiată și absorbită. Zăpada pură reflectă aproximativ 80-95% din lumina soarelui, poluată - 40-50%, sol de cernoziom - până la 5%, sol uscat și ușor - 35-45%, pădurile de conifere - 10-15%. Cu toate acestea, iluminarea suprafeței pământului variază semnificativ în funcție de perioada anului și a zilei, latitudinea geografică, expunerea pantei, condițiile atmosferice etc.

Datorită rotației Pământului, lumina zilei și întunericul alternează periodic. Înflorirea, germinarea semințelor la plante, migrația, hibernarea, reproducerea animalelor și multe altele în natură sunt asociate cu durata fotoperioadei (lungimea zilei). Nevoia de lumină pentru plante determină creșterea rapidă a acestora în înălțime, structura stratificată a pădurii. Plantele acvatice se răspândesc în principal în straturile de suprafață ale corpurilor de apă.

Radiația solară directă sau difuză nu este cerută doar de un grup mic de ființe vii - unele tipuri de ciuperci, pești de adâncime, microorganisme din sol etc.

Cele mai importante procese fiziologice și biochimice efectuate într-un organism viu, datorită prezenței luminii, includ următoarele:

1. Fotosinteza (1-2% din energia solară care cade pe Pământ este folosită pentru fotosinteză);

2. Transpirația (aproximativ 75% - pentru transpirație, care asigură răcirea plantelor și deplasarea prin ele a soluțiilor apoase de substanțe minerale);

3. Fotoperiodism (asigură sincronismul proceselor vieții din organismele vii la condițiile de mediu în schimbare periodică);

4. Mișcarea (fototropism la plante și fototaxis la animale și microorganisme);

5. Vedere (una dintre principalele funcții de analiză ale animalelor);

6. Alte procese (sinteza vitaminei D la om la lumină, pigmentare etc.).

Baza biocenozelor din centrul Rusiei, la fel ca majoritatea ecosistemelor terestre, sunt producătorii. Utilizarea lor a luminii solare este limitată de o serie de factori naturali și, în primul rând, de condițiile de temperatură. În acest sens, s-au dezvoltat reacții adaptative speciale sub formă de stratificare, frunze de mozaic, diferențe fenologice etc. În funcție de cerințele pentru condițiile de iluminare, plantele se împart în iubitoare de lumină sau fotofile (floarea-soarelui, pătlagină, roșii, salcâm, pepene galben), umbrite sau neiubitoare de lumină (ierburi de pădure, mușchi) și umbră (zmeura-mușchi) și umbră (zmeura-mușchi).

Plantele formează condițiile existenței altor tipuri de ființe vii. De aceea este atât de importantă reacția lor la condițiile de iluminare. Poluarea mediului duce la o schimbare a iluminării: o scădere a nivelului de insolație solară, o scădere a cantității de radiație activă fotosintetic (PAR - parte a radiației solare cu o lungime de undă de 380 până la 710 nm), o modificare a compoziției spectrale a luminii. Ca urmare, acest lucru distruge cenozele pe baza sosirii radiației solare în anumiți parametri.

Temperatura. Pentru ecosistemele naturale din zona noastră, factorul de temperatură, împreună cu alimentarea cu lumină, este decisiv pentru toate procesele vieții. Activitatea populațiilor depinde de perioada anului și de momentul zilei, deoarece fiecare dintre aceste perioade are propriile condiții de temperatură.

Temperatura este legată în principal de radiația solară, dar în unele cazuri este determinată de energia surselor geotermale.

La temperaturi sub punctul de îngheț, o celulă vie este deteriorată fizic de cristalele de gheață rezultate și moare, iar la temperaturi ridicate, are loc denaturarea enzimelor. Marea majoritate a plantelor și animalelor nu poate rezista la temperaturi negative ale corpului. Limita superioară a temperaturii vieții crește rar peste 40-45 °C.

În intervalul dintre limitele extreme, viteza reacțiilor enzimatice (deci, rata metabolică) se dublează la fiecare creștere a temperaturii cu 10°C.

O parte semnificativă a organismelor este capabilă să controleze (menține) temperatura corpului și, în primul rând, cele mai vitale organe. Astfel de organisme sunt numite homeotermic- cu sânge cald (din grecescul homoios - asemănător, therme - căldură), spre deosebire de poikilotermic- cu sânge rece (din grecescul poikilos - variat, schimbător, divers), având o temperatură variabilă, în funcție de temperatura ambiantă.

Organismele poikiloterme din sezonul rece al anului sau zilei reduc nivelul proceselor vitale până la anabioză. Aceasta se referă în primul rând la plante, microorganisme, ciuperci și animale poikiloterme (cu sânge rece). Numai speciile homoioterme (cu sânge cald) rămân active. Organismele heteroterme, fiind în stare inactivă, au o temperatură corporală nu cu mult mai mare decât temperatura mediului extern; în stare activă - destul de ridicat (urși, arici, lilieci, veverițe de pământ).

Termoreglarea animalelor homoioterme este asigurată de un tip special de metabolism care merge cu eliberarea de căldură în corpul animalelor, prezența învelișurilor termoizolante, dimensiunea, fiziologia etc.

În ceea ce privește plantele, acestea au dezvoltat o serie de proprietăți în procesul de evoluție:

rezistenta la frig– capacitatea de a suporta temperaturi pozitive scăzute pentru o perioadă lungă de timp (de la 0°С la +5°С);

rezistență la iarnă– capacitatea speciilor perene de a suporta un complex de condiții de iarnă nefavorabile;

rezistenta la inghet- capacitatea de a suporta temperaturi negative mult timp;

anabioza- capacitatea de a suporta o perioadă de lipsă prelungită a factorilor de mediu într-o stare de scădere bruscă a metabolismului;

rezistență la căldură– capacitatea de a suporta temperaturi ridicate (peste +38°…+40°С) fără tulburări metabolice semnificative;

efemeritatea– reducerea ontogenezei (până la 2-6 luni) la speciile care cresc în condiții de o perioadă scurtă de condiții de temperatură favorabile.

În mediul acvatic, datorită capacității mari de căldură a apei, schimbările de temperatură sunt mai puțin bruște și condițiile sunt mai stabile decât pe uscat. Se știe că în regiunile în care temperatura variază foarte mult în timpul zilei, precum și în diferite anotimpuri, diversitatea speciilor este mai mică decât în ​​regiunile cu temperaturi zilnice și anuale mai constante.

Temperatura, ca și intensitatea luminii, depinde de latitudine, sezon, ora din zi și expunerea pantei. Temperaturile extreme (scăzute și ridicate) sunt agravate de vânturile puternice.

Schimbarea temperaturii pe măsură ce vă ridicați în aer sau vă scufundați în mediul acvatic se numește stratificarea temperaturii. De obicei, în ambele cazuri, se observă o scădere continuă a temperaturii cu un anumit gradient. Cu toate acestea, există și alte opțiuni. Deci, vara, apele de suprafață se încălzesc mai mult decât cele adânci. Datorită scăderii semnificative a densității apei pe măsură ce aceasta este încălzită, circulația ei începe în stratul încălzit la suprafață fără a se amesteca cu apa mai densă și mai rece a straturilor subiacente. Ca urmare, între straturile calde și reci se formează o zonă intermediară cu un gradient de temperatură ascuțit. Toate acestea afectează plasarea organismelor vii în apă, precum și transferul și dispersia impurităților primite.

Un fenomen similar are loc și în atmosferă, când straturile de aer răcite se deplasează în jos și sunt situate sub straturile calde, adică există o inversare a temperaturii care contribuie la acumularea de poluanți în stratul de aer de suprafață.

Inversiunile sunt facilitate de unele caracteristici ale reliefului, cum ar fi gropi și văi. Apare atunci când există substanțe la o anumită înălțime, precum aerosoli, încălzite direct prin radiația solară directă, ceea ce determină încălzirea mai intensă a straturilor superioare de aer.

În mediul solului, stabilitatea zilnică și sezonieră (fluctuațiile) temperaturii depind de adâncime. Un gradient semnificativ de temperatură (precum și umiditate) permite locuitorilor din sol să se asigure un mediu favorabil cu mișcări minore. Prezența și abundența organismelor vii pot afecta temperatura. De exemplu, sub baldachinul unei păduri sau sub frunzele unei plante individuale, există o temperatură diferită.

Precipitații, umiditate. Apa este esențială pentru viața pe Pământ, ecologic este unică. În aproape aceleași condiții geografice pe Pământ, există atât un deșert fierbinte, cât și o pădure tropicală. Diferența este doar în cantitatea anuală de precipitații: în primul caz, 0,2–200 mm, iar în al doilea, 900–2000 mm.

Precipitațiile, strâns legate de umiditatea aerului, sunt rezultatul condensării și cristalizării vaporilor de apă în straturile înalte ale atmosferei. În stratul de suprafață de aer se formează rouă și ceață, iar la temperaturi scăzute se observă cristalizarea umidității - cade îngheț.

Una dintre principalele funcții fiziologice ale oricărui organism este menținerea unui nivel adecvat de apă în organism. În procesul de evoluție, organismele au dezvoltat diverse adaptări pentru obținerea și utilizarea economică a apei, precum și pentru a trăi o perioadă secetoasă. Unele animale din deșert obțin apă din alimente, altele prin oxidarea grăsimilor depozitate în timp util (de exemplu, o cămilă, capabilă să obțină 107 g de apă metabolică din 100 g de grăsime prin oxidare biologică); în același timp, au o permeabilitate minimă la apă a tegumentului exterior al corpului, iar uscăciunea se caracterizează prin căderea într-o stare de repaus cu o rată metabolică minimă.

Plantele terestre obțin apă în principal din sol. Precipitațiile scăzute, drenajul rapid, evaporarea intensă sau o combinație a acestor factori duc la uscare, iar excesul de umiditate duce la îndesarea și îndesarea solurilor.

Bilanțul de umiditate depinde de diferența dintre cantitatea de precipitații și cantitatea de apă evaporată de pe suprafețele plantelor și solului, precum și de transpirație]. La rândul lor, procesele de evaporare depind direct de umiditatea relativă a aerului atmosferic. La o umiditate apropiată de 100%, evaporarea se oprește practic, iar dacă temperatura scade în continuare, începe procesul invers - condens (se formează ceață, cade rouă, îngheț).

Pe lângă cele de mai sus, umiditatea aerului ca factor de mediu la valorile sale extreme (umiditate ridicată și scăzută) sporește efectul (agravează) efectul temperaturii asupra corpului.

Saturația aerului cu vapori de apă rar atinge valoarea maximă. Deficit de umiditate - diferența dintre saturația maximă posibilă și cea existentă efectiv la o anumită temperatură. Acesta este unul dintre cei mai importanți parametri de mediu, deoarece caracterizează două cantități simultan: temperatura și umiditatea. Cu cât deficitul de umiditate este mai mare, cu atât este mai uscat și mai cald și invers.

Regimul de precipitații este cel mai important factor care determină migrarea poluanților în mediul natural și scurgerea acestora din atmosferă.

În raport cu regimul apei, se disting următoarele grupe ecologice de ființe vii:

hidrobionti- locuitorii ecosistemelor, al căror întreg ciclu de viață se desfășoară în apă;

higrofite– plante din habitatele umede (gălbenele de mlaștină, costum de baie european, coada cu frunze late);

higrofile- animale care trăiesc în zonele foarte umede ale ecosistemelor (moluște, amfibieni, țânțari, păduchi de lemn);

mezofite– plante din habitate moderat umede;

xerofite– plante din habitatele uscate (iarba cu pene, pelin, astragalus);

xerofili- locuitori din teritoriile aride care nu pot tolera umiditatea ridicată (unele specii de reptile, insecte, rozătoare de deșert și mamifere);

suculent- plante din cele mai aride habitate, capabile să acumuleze rezerve importante de umiditate în interiorul tulpinii sau frunzelor (cactusi, aloe, agave);

sclerofite– plante din teritorii foarte aride, capabile să reziste la deshidratare severă (ghimpe de cămilă comună, saxaul, saksagyz);

efemere și efemeroide- specii erbacee anuale si perene cu ciclu scurtat, care coincide cu o perioada de umiditate suficienta.

Consumul de apă al plantelor poate fi caracterizat prin următorii indicatori:

toleranta la seceta– capacitatea de a tolera seceta redusă a atmosferei și (sau) a solului;

rezistenta la umezeala- capacitatea de a tolera îmbinarea cu apă;

rata de transpirație- cantitatea de apă cheltuită pentru formarea unei unități de masă uscată (pentru varză albă 500-550, pentru dovleac-800);

coeficientul consumului total de apă- cantitatea de apă consumată de plantă și sol pentru a crea o unitate de biomasă (pentru ierburi de luncă - 350–400 m3 de apă pe tonă de biomasă).

Încălcarea regimului apelor, poluarea apelor de suprafață este periculoasă, iar în unele cazuri fatală pentru cenoze. Modificările ciclului apei în biosferă pot duce la consecințe imprevizibile pentru toate organismele vii.

Mobilitatea mediului. Cauzele mișcării maselor de aer (vânt) sunt în primul rând încălzirea neuniformă a suprafeței pământului, care provoacă scăderi de presiune, precum și rotația Pământului. Vântul este îndreptat spre aer mai cald.

Vântul este cel mai important factor de răspândire a umidității, semințelor, sporilor, impurităților chimice etc., pe distanțe lungi, contribuie atât la scăderea concentrației apropiate de Pământ a prafului și a substanțelor gazoase din apropierea locului de intrare a acestora în atmosferă, cât și la creșterea concentrațiilor de fond în aer datorită emisiilor din surse îndepărtate, inclusiv transportul transfrontalier.

Vântul accelerează transpirația (evaporarea umidității de către părțile solului plantelor), ceea ce înrăutățește mai ales condițiile de existență la umiditate scăzută. În plus, afectează indirect toate organismele vii de pe uscat, participând la procesele de intemperii și eroziune.

Mobilitatea în spațiu și amestecarea maselor de apă contribuie la menținerea omogenității relative (omogenității) caracteristicilor fizice și chimice ale corpurilor de apă. Viteza medie a curenților de suprafață se situează în intervalul 0,1-0,2 m/s, atingând 1 m/s pe alocuri și 3 m/s în apropierea Gulf Stream.

Presiune. Presiunea atmosferică normală este considerată a fi o presiune absolută la nivelul suprafeței Oceanului Mondial de 101,3 kPa, corespunzând la 760 mm Hg. Artă. sau 1 atm. Pe glob există zone constante de presiune atmosferică ridicată și scăzută, iar în aceleași puncte se observă fluctuații sezoniere și zilnice. Pe măsură ce altitudinea crește în raport cu nivelul oceanului, presiunea scade, presiunea parțială a oxigenului scade și transpirația la plante crește.

Periodic, în atmosferă se formează zone de presiune scăzută cu curenți puternici de aer care se deplasează în spirală spre centru, care se numesc cicloni. Se caracterizează prin precipitații mari și vreme instabilă. Fenomenele naturale opuse se numesc anticicloni. Se caracterizează prin vreme stabilă, vânturi slabe și, în unele cazuri, inversare a temperaturii. În timpul anticiclonilor, apar uneori condiții meteorologice nefavorabile, care contribuie la acumularea de poluanți în stratul de suprafață al atmosferei.

Există, de asemenea, presiunea atmosferică marină și continentală.

Presiunea din mediul acvatic crește pe măsură ce vă scufundați. Datorită densității semnificativ (800 de ori) mai mari a apei decât a aerului, pentru fiecare 10 m de adâncime într-un rezervor de apă dulce, presiunea crește cu 0,1 MPa (1 atm). Presiunea absolută la fundul șanțului Marianei depășește 110 MPa (1100 atm).

ionizantradiatii. Radiația ionizantă este radiația care formează perechi de ioni la trecerea printr-o substanță; fundal - radiație creată de surse naturale. Are două surse principale: radiații cosmice și izotopi radioactivi și elemente din mineralele scoarței terestre, care au apărut cândva în procesul de formare a substanței Pământului. Datorită timpului lung de înjumătățire, nucleele multor elemente radioactive primordiale au supraviețuit în intestinele Pământului până astăzi. Cele mai importante dintre ele sunt potasiu-40, toriu-232, uraniu-235 și uraniu-238. Sub influența radiațiilor cosmice din atmosferă, se formează în mod constant tot mai multe nuclee noi de atomi radioactivi, dintre care principalele sunt carbon-14 și tritiu.

Fondul de radiații al peisajului este una dintre componentele indispensabile ale climei sale. Toate sursele cunoscute de radiații ionizante participă la formarea fundalului, dar contribuția fiecăreia dintre ele la doza totală de radiație depinde de un anumit punct geografic. Omul, ca locuitor al mediului natural, primește cea mai mare parte a expunerii din surse naturale de radiații și este imposibil de evitat acest lucru. Toate ființele vii de pe Pământ sunt expuse radiațiilor din Cosmos. Peisajele montane, datorită înălțimii lor semnificative deasupra nivelului mării, se caracterizează printr-o contribuție sporită a radiațiilor cosmice. Ghețarii, acționând ca un ecran absorbant, rețin în masa lor radiația rocii de bază. Au fost găsite diferențe în conținutul de aerosoli radioactivi peste mare și uscat. Radioactivitatea totală a aerului marin este de sute și mii de ori mai mică decât cea a aerului continental.

Există zone pe Pământ în care rata dozei de expunere este de zece ori mai mare decât valorile medii, de exemplu, zonele de depozite de uraniu și toriu. Astfel de locuri sunt numite provincii de uraniu și toriu. Un nivel stabil și relativ mai ridicat de radiație se observă în aflorimentele rocilor de granit.

Procesele biologice care însoțesc formarea solurilor afectează semnificativ acumularea de substanțe radioactive în acestea din urmă. Cu un conținut scăzut de substanțe humice, activitatea lor este slabă, în timp ce cernoziomurile s-au remarcat întotdeauna printr-o activitate specifică mai mare. Este deosebit de ridicat în solurile de cernoziom și de luncă situate în apropierea masivelor granitice. După gradul de creștere a activității specifice a solului, acesta poate fi dispus provizoriu în următoarea ordine: turbă; cernoziom; solurile zonei de stepă și silvostepei; soluri care se dezvolta pe granite.

Efectul fluctuațiilor periodice ale intensității radiațiilor cosmice de lângă suprafața pământului asupra dozei de radiație a organismelor vii este practic nesemnificativ.

În multe regiuni ale globului, rata dozei de expunere datorată radiațiilor de uraniu și toriu atinge nivelul de expunere care a existat pe Pământ într-un timp observabil din punct de vedere geologic, la care a avut loc evoluția naturală a organismelor vii. În general, radiațiile ionizante au un efect mai dăunător asupra organismelor foarte dezvoltate și complexe, iar o persoană este deosebit de sensibilă. Unele substanțe sunt distribuite uniform în întregul corp, cum ar fi carbonul-14 sau tritiul, în timp ce altele se acumulează în anumite organe. Deci, radiu-224, -226, plumb-210, poloniu-210 se acumulează în țesuturile osoase. Gazul inert radon-220 are un efect puternic asupra plămânilor, uneori eliberat nu numai din depozitele din litosferă, ci și din mineralele extrase de om și folosite ca materiale de construcție. Substanțele radioactive se pot acumula în apă, sol, precipitații sau aer dacă rata de intrare a acestora depășește rata dezintegrarii radioactive. În organismele vii, acumularea de substanțe radioactive are loc atunci când sunt ingerate cu alimente.

2.2. Topografice factori

Influența factorilor abiotici depinde în mare măsură de caracteristicile topografice ale zonei, care pot schimba foarte mult atât clima, cât și caracteristicile dezvoltării solului. Principalul factor topografic este înălțimea deasupra nivelului mării. Odată cu altitudinea, temperaturile medii scad, diferența de temperatură zilnică crește, cantitatea de precipitații, viteza vântului și intensitatea radiației cresc, iar presiunea scade. Ca urmare, se observă zonalitatea verticală a distribuției vegetației în zonele muntoase, corespunzătoare succesiunii modificărilor zonelor latitudinale de la ecuator la poli.

Lanțurile muntoase pot servi drept bariere climatice. Ridicându-se deasupra munților, aerul se răcește, ceea ce provoacă adesea precipitații și, astfel, îi reduce conținutul absolut de umiditate. Ajuns apoi pe cealaltă parte a lanțului muntos, aerul uscat ajută la reducerea intensității ploii (ningea), ceea ce creează o „umbră a ploii”.

Munții pot juca rolul de factor de izolare în procesele de speciație, deoarece servesc ca o barieră în calea migrației organismelor.

Un factor topografic important este expunere(iluminarea) pantei. În emisfera nordică este mai cald pe versanții sudici, în timp ce în emisfera sudică este mai cald pe versanții nordici.

Un alt factor important este abruptul pantei afectând drenajul. Apa curge pe versanți, spălând solul, reducându-i stratul. În plus, sub influența gravitației, solul alunecă încet în jos, ceea ce duce la acumularea lui la baza versanților. Prezența vegetației inhibă aceste procese, totuși, la pante mai mari de 35°, solul și vegetația sunt de obicei absente și se creează șaguri de material liber.

2.3. Spaţiu factori

Planeta noastră nu este izolată de procesele care au loc în spațiul cosmic. Pământul se ciocnește periodic cu asteroizi, se apropie de comete, praf cosmic, substanțe meteoritice cad pe el, diferite tipuri de radiații de la Soare și stele. Ciclic (unul dintre cicluri are o perioadă de 11,4 ani), activitatea solară se modifică.

Știința a acumulat multe fapte care confirmă influența Cosmosului asupra vieții Pământului.

3. Biotic factori

Toate viețuitoarele care înconjoară un organism într-un habitat constituie un mediu biotic sau biota. Factori biotici- este un ansamblu de influenţe ale activităţii vitale a unor organisme asupra altora.

Relațiile dintre animale, plante și microorganisme sunt extrem de diverse. În primul rând, distingeți homotipic reacții, adică interacțiunea indivizilor din aceeași specie și heterotipic- relaţiile dintre reprezentanţii diferitelor specii.

Reprezentanții fiecărei specii sunt capabili să existe într-un astfel de mediu biotic, unde conexiunile cu alte organisme le oferă condiții normale de viață. Principala formă de manifestare a acestor relații o reprezintă relațiile nutriționale ale organismelor de diferite categorii, care stau la baza lanțurilor trofice, a rețelelor și a structurii trofice a biotei.

Pe lângă relațiile cu alimente, între organismele vegetale și animale apar și relații spațiale. Ca urmare a acțiunii multor factori, speciile diverse nu sunt unite într-o combinație arbitrară, ci doar sub condiția adaptării la conviețuire.

Factorii biotici se manifestă în relațiile biotice.

Se disting următoarele forme de relații biotice.

Simbioză(coabitare). Aceasta este o formă de relație în care ambii parteneri sau unul dintre ei beneficiază de celălalt.

Cooperare. Cooperarea este o coabitare pe termen lung, inseparabilă, reciproc avantajoasă, a două sau mai multe specii de organisme. De exemplu, relația dintre un crab pustnic și anemonă de mare.

Comensalism. Comensalismul este o interacțiune între organisme, când activitatea vitală a unuia oferă hrană (încărcare liberă) sau adăpost (cazare) altuia. Exemple tipice sunt hienele care ridică rămășițele de pradă pe jumătate mâncate de lei, alevinii de pește care se ascund sub umbrele de meduze mari, precum și unele ciuperci care cresc la rădăcinile copacilor.

Mutualismul. Mutualismul este o coabitare reciproc avantajoasă, atunci când prezența unui partener devine o condiție prealabilă pentru existența fiecăruia dintre ei. Un exemplu este coabitarea bacteriilor nodulare și a plantelor leguminoase, care pot trăi împreună pe soluri sărace în azot și pot îmbogăți solul cu acesta.

Antibioza. O formă de relație în care ambii parteneri sau unul dintre ei sunt afectați negativ se numește antibioză.

Competiție. Acesta este impactul negativ al organismelor unul asupra celuilalt în lupta pentru hrană, habitat și alte condiții necesare vieții. Se manifestă cel mai clar la nivelul populației.

Predare. Predarea este o relație între un prădător și o pradă, care constă în mâncarea unui organism de către altul. Prădătorii sunt animale sau plante care prind și mănâncă animale pentru hrană. Deci, de exemplu, leii mănâncă ungulate erbivore, păsări - insecte, pești mari - mai mici. Predarea este atât benefică pentru un organism, cât și dăunătoare altuia.

În același timp, toate aceste organisme au nevoie unele de altele. În procesul de interacțiune „prădător-pradă”, apar selecția naturală și variabilitatea adaptativă, adică cele mai importante procese evolutive. În condiții naturale, nicio specie nu tinde (și nu poate) duce la distrugerea alteia. Mai mult decât atât, dispariția oricărui „inamic” natural (prădător) din habitat poate contribui la dispariția prăzii acestuia.

Neutralism. Independența reciprocă a diferitelor specii care trăiesc pe același teritoriu se numește neutralism. De exemplu, veverițele și elanii nu concurează între ele, dar seceta din pădure le afectează pe ambele, deși în grade diferite.

Recent, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție factori antropici- un set de impacturi umane asupra mediului, datorate activitatilor sale urban-tehnogene.

4. Factori antropogeni

Etapa actuală a civilizației umane reflectă un astfel de nivel de cunoștințe și capacități ale omenirii, încât impactul său asupra mediului, inclusiv asupra sistemelor biologice, capătă caracterul unei forțe planetare globale, pe care o delimităm într-o categorie specială de factori - antropici, adică generați de activitatea umană. Acestea includ:

Modificări ale climei Pământului ca urmare a proceselor geologice naturale, accentuate de efectul de seră cauzat de modificările proprietăților optice ale atmosferei, în principal prin emisiile de CO, CO2 și alte gaze în aceasta;

Resturile din spațiul apropiat al Pământului (NES), ale căror consecințe nu au fost încă pe deplin înțelese, cu excepția pericolului real pentru nave spațiale, inclusiv sateliții de comunicații, locațiile de pe suprafața Pământului și altele care sunt utilizate pe scară largă în sistemele moderne de interacțiune între oameni, state și guverne;

Reducerea puterii ecranului cu ozon stratosferic cu formarea așa-numitelor „găuri de ozon”, care reduc capacitățile de protecție ale atmosferei împotriva pătrunderii radiațiilor ultraviolete cu unde scurte dure, periculoase pentru organismele vii la suprafața Pământului;

Poluarea chimică a atmosferei cu substanțe care contribuie la formarea precipitațiilor acide, smogului fotochimic și alți compuși periculoși pentru obiectele biosferice, inclusiv pentru oameni și obiectele artificiale create de acestea;

Poluarea oceanului și modificările proprietăților apelor oceanice din cauza produselor petroliere, saturarea acestora cu dioxid de carbon al atmosferei, care la rândul său este poluată de vehicule și de ingineria termoenergetică, îngroparea substanțelor chimice și radioactive foarte toxice în apele oceanice, poluarea prin scurgerea râurilor, perturbarea echilibrului hidric al zonelor de coastă din cauza reglementării fluviului;

Epuizarea și poluarea tot felul de izvoare și ape terestre;

Contaminarea radioactivă a locurilor și regiunilor individuale cu tendință de răspândire pe suprafața Pământului;

Poluarea solului din cauza precipitațiilor poluate (ex. ploi acide), utilizarea suboptimă a pesticidelor și îngrășămintelor minerale;

Modificări în geochimia peisajelor, în legătură cu ingineria termoenergetică, redistribuirea elementelor între intestine și suprafața Pământului ca urmare a redistribuirii mineritului și a topirii (de exemplu, concentrația de metale grele) sau extracția apei subterane anormale, foarte mineralizate și a saramurului la suprafață;

Acumularea continuă pe suprafața Pământului de gunoi menajer și tot felul de deșeuri solide și lichide;

Încălcarea echilibrului ecologic global și regional, a raportului componentelor ecologice în partea de coastă a pământului și a mării;

Continuarea, și pe alocuri - tot mai mare deșertificare a planetei, adâncirea procesului de deșertificare;

Reducerea suprafeței pădurilor tropicale și taiga de nord, aceste surse principale de menținere a echilibrului de oxigen al planetei;

Eliberarea ca urmare a tuturor proceselor de mai sus a nișelor ecologice și umplerea lor cu alte specii;

Suprapopularea absolută a Pământului și suprapopularea demografică relativă a anumitor regiuni, diferențierea extremă a sărăciei și a bogăției;

Deteriorarea mediului de viață în orașele supraaglomerate și zonele metropolitane;

Epuizarea multor zăcăminte minerale și trecerea treptată de la minereuri bogate la minereuri din ce în ce mai sărace;

Întărirea instabilității sociale, ca urmare a diferențierii tot mai mari a părții bogate și sărace a populației din multe țări, creșterea nivelului de înarmare a populației acestora, incriminarea, dezastrele naturale de mediu.

Scăderea stării imunitare și a stării de sănătate a populației din multe țări ale lumii, inclusiv Rusia, repetarea repetată a epidemilor, care devin din ce în ce mai masive și mai severe în consecințele lor.

Acesta nu este nicidecum un cerc complet de probleme, în rezolvarea fiecăreia dintre ele un specialist își poate găsi locul și munca.

Cea mai mare și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuită pentru acesta.

Factorul fizic ca poluant al activității umane este un nivel inacceptabil de poluare termică (în special radioactivă).

Poluarea biologică a mediului este o varietate de microorganisme, dintre care cele mai periculoase sunt diverse boli.

Control întrebări Și sarcini

1. Care sunt factorii de mediu?

2. Ce factori de mediu sunt clasificați ca abiotici, care sunt biotici?

3. Cum se numește totalitatea influențelor activității de viață a unor organisme asupra activității de viață a altora?

4. Care sunt resursele ființelor vii, cum sunt ele clasificate și care este semnificația lor ecologică?

5. Ce factori ar trebui luați în considerare în primul rând la crearea proiectelor de management al ecosistemelor. De ce?

Începem cunoștințele noastre cu ecologia, poate, cu una dintre cele mai dezvoltate și studiate secțiuni - autecologie. Atenția autecologiei se concentrează pe interacțiunea indivizilor sau a grupurilor de indivizi cu condițiile mediului lor. Prin urmare, conceptul cheie al autecologiei este factorul ecologic, adică factorul de mediu care afectează organismul.

Nu sunt posibile măsuri de protecție a mediului fără a studia efectul optim al unuia sau altuia dintre factori asupra unei anumite specii biologice. De fapt, cum să protejezi cutare sau cutare specie, dacă nu știi ce condiții de viață preferă. Chiar și „protecția” unei astfel de specii ca persoană rezonabilă necesită cunoașterea standardelor sanitare și igienice, care nu sunt altceva decât optimul diferiților factori de mediu în relație cu o persoană.

Influența mediului asupra organismului se numește factor de mediu. Definiția științifică exactă este:

FACTOR ECOLOGIC - orice condiție de mediu la care viul reacționează cu reacții adaptative.

Un factor de mediu este orice element al mediului care are un efect direct sau indirect asupra organismelor vii cel puțin în timpul uneia dintre fazele dezvoltării lor.

Prin natura lor, factorii de mediu sunt împărțiți în cel puțin trei grupuri:

factori abiotici - influența naturii neînsuflețite;

factori biotici – influenţe ale naturii vii.

factori antropici - influențe cauzate de activitatea umană rezonabilă și nerezonabilă („anthropos” - o persoană).

Omul modifică natura animată și neînsuflețită și, într-un anumit sens, își asumă un rol geochimic (de exemplu, eliberând carbon încrustat sub formă de cărbune și petrol timp de multe milioane de ani și eliberându-l în aer cu dioxid de carbon). Prin urmare, factorii antropici în ceea ce privește amploarea și impactul global se apropie de forțele geologice.

Nu de puține ori, factorii de mediu sunt supuși și ei unei clasificări mai detaliate, atunci când este necesar să se indice un anumit grup de factori. De exemplu, există factori de mediu climatici (referiți la climă), edafici (sol).

Ca exemplu de manual al acțiunii indirecte a factorilor de mediu, sunt citate așa-numitele colonii de păsări, care sunt concentrații uriașe de păsări. Densitatea mare a păsărilor se explică printr-un întreg lanț de relații cauză-efect. Excrementele de păsări intră în apă, substanțele organice din apă sunt mineralizate de bacterii, o concentrație crescută de minerale duce la creșterea numărului de alge, iar după acestea - zooplancton. Crustaceele inferioare incluse în zooplancton sunt hrănite cu pești, iar păsările care locuiesc în păsăria se hrănesc cu pești. Lanțul se închide. Excrementele de păsări acționează ca un factor de mediu care crește indirect numărul de colonii de păsări.

Cum să comparăm acțiunea unor factori atât de diferiți ca natură? În ciuda numărului imens de factori, de la însăși definirea factorului de mediu ca element al mediului care afectează organismul, urmează ceva în comun. Și anume: acțiunea factorilor de mediu se exprimă întotdeauna într-o modificare a activității vitale a organismelor și, în final, duce la o modificare a dimensiunii populației. Acest lucru face posibilă compararea efectului diferiților factori de mediu.

Inutil să spunem că efectul unui factor asupra unui individ este determinat nu de natura factorului, ci de doza acestuia. În lumina celor de mai sus, și chiar a simplei experiențe de viață, devine evident că efectul este determinat tocmai de doza factorului. Într-adevăr, care este factorul „temperatura”? Aceasta este destul de o abstracție, dar dacă spui că temperatura este de -40 Celsius - nu există timp pentru abstracții, ar fi bine să te înfășori în tot ce este cald! Pe de altă parte, +50 de grade nu ni se va părea mult mai bine.

Astfel, factorul afectează organismul cu o anumită doză, iar dintre aceste doze se pot distinge dozele minime, maxime și optime, precum și acele valori la care se oprește viața unui individ (se numesc letale sau letale).

Efectul diferitelor doze asupra populației în ansamblu este descris foarte clar grafic:

Axa ordonatelor reprezintă grafic dimensiunea populației în funcție de doza unuia sau altuia (axa absciselor). Se disting dozele optime ale factorului și dozele de acțiune a factorului, la care are loc inhibarea activității vitale a organismului dat. Pe grafic, aceasta corespunde celor 5 zone:

zona optima

la dreapta și la stânga acestuia sunt zonele pessimum (de la limita zonei optime până la max sau min)

zone letale (dincolo de max și min) unde populația este 0.

Gama de valori ale factorului, dincolo de care viața normală a indivizilor devine imposibilă, se numește limitele rezistenței.

În lecția următoare, ne vom uita la modul în care organismele diferă în raport cu diverși factori de mediu. Cu alte cuvinte, următoarea lecție se va concentra asupra grupurilor ecologice de organisme, precum și asupra barilului Liebig și asupra modului în care toate acestea sunt legate de definiția MPC.

Glosar

FACTOR ABIOTIC - o condiție sau un set de condiții ale lumii anorganice; factor ecologic al naturii neînsuflețite.

FACTOR ANTROPOGEN - un factor de mediu care își datorează originea activității umane.

PLANKTON - un set de organisme care trăiesc în coloana de apă și nu pot rezista în mod activ transferului de curenți, adică „plutesc” în apă.

PIATA PĂSĂRI - o așezare colonială de păsări asociate cu mediul acvatic (guillemots, pescăruși).

La ce factori ecologici din toată varietatea lor acordă atenție cercetătorul în primul rând? Nu de puține ori, un cercetător se confruntă cu sarcina de a identifica acei factori de mediu care inhibă activitatea vitală a reprezentanților unei populații date, limitează creșterea și dezvoltarea. De exemplu, este necesar să se afle motivele scăderii randamentului sau cauzele dispariției populației naturale.

Cu toată varietatea factorilor de mediu și cu dificultățile care apar atunci când se încearcă evaluarea impactului lor comun (complex), este important ca factorii care alcătuiesc complexul natural să aibă o semnificație inegală. În secolul al XIX-lea, Liebig (Liebig, 1840), studiind efectul diferitelor microelemente asupra creșterii plantelor, a stabilit că creșterea plantelor este limitată de elementul a cărui concentrație este la minim. Factorul deficitar a fost numit factor limitator. La figurat, această poziție ajută la prezentarea așa-numitului „butoiul lui Liebig”.

Butoiul Liebig

Imaginați-vă un butoi cu șipci de lemn pe părțile laterale de diferite înălțimi, așa cum se arată în imagine. Este clar, indiferent cât de înalte sunt celelalte șipci, dar puteți turna apă în butoi exact la fel de mult ca lungimea celei mai scurte șipci (în acest caz, 4 matrițe).

Rămâne doar „înlocuirea” unor termeni: înălțimea apei turnate să fie o funcție biologică sau ecologică (de exemplu, productivitate), iar înălțimea șinelor va indica gradul de abatere a dozei unuia sau altuia de la optim.

În prezent, legea minimului a lui Liebig este interpretată mai larg. Un factor limitator poate fi un factor care nu numai că este insuficient, ci și în exces.

Factorul de mediu joacă rolul unui FACTOR LIMITĂTOR dacă acest factor este sub nivelul critic sau depășește nivelul maxim tolerabil.

Factorul limitator determină aria de distribuție a speciei sau (în condiții mai puțin severe) afectează nivelul general al metabolismului. De exemplu, conținutul de fosfați din apa de mare este un factor limitativ care determină dezvoltarea planctonului și productivitatea generală a comunităților.

Conceptul de „factor limitator” se aplică nu numai diferitelor elemente, ci tuturor factorilor de mediu. Relațiile competitive acționează adesea ca un factor limitator.

Fiecare organism are propriile limite de rezistență în raport cu diverși factori de mediu. În funcție de cât de largi sau înguste sunt aceste limite, se disting organismele eurybiont și stenobiont. Eurybionts sunt capabili să suporte o gamă largă de intensitate a diferiților factori de mediu. De exemplu, habitatul unei vulpi este de la pădure-tundra până la stepe. Stenobionții, dimpotrivă, suportă doar fluctuații foarte înguste ale intensității factorului de mediu. De exemplu, aproape toate plantele din pădurile tropicale sunt stenobionte.

Nu este neobișnuit să se indice ce factor este înțeles. Deci, putem vorbi despre organisme euriterme (care tolerează fluctuații mari de temperatură) (multe insecte) și stenoterme (pentru plantele din pădure tropicală, fluctuațiile de temperatură în intervalul +5 ... +8 grade C pot fi fatale); eury / stenohaline (tolerează / nu tolerează fluctuațiile în salinitatea apei); evry / stenobats (care trăiesc în limite largi / înguste ale adâncimii rezervorului) și așa mai departe.

Apariția speciilor de stenobiont în procesul de evoluție biologică poate fi considerată ca o formă de specializare în care se realizează o eficiență mai mare în detrimentul adaptabilității.

Interacțiunea factorilor. MPC.

Cu acțiunea independentă a factorilor de mediu, este suficient să se opereze cu conceptul de „factor limitator” pentru a determina efectul combinat al unui complex de factori de mediu asupra unui organism dat. Cu toate acestea, în condiții reale, factorii de mediu se pot îmbunătăți sau slăbi reciproc. De exemplu, înghețul din regiunea Kirov este mai ușor de suportat decât în ​​Sankt Petersburg, deoarece acesta din urmă are umiditate mai mare.

Contabilitatea interacțiunii factorilor de mediu este o problemă științifică importantă. Există trei tipuri principale de factori de interacțiune:

aditiv - interacțiunea factorilor este o simplă sumă algebrică a efectelor fiecăruia dintre factorii cu o acțiune independentă;

sinergică - acțiunea comună a factorilor sporește efectul (adică efectul acțiunii lor comune este mai mare decât suma simplă a efectelor fiecărui factor cu acțiune independentă);

antagonist - acțiunea comună a factorilor slăbește efectul (adică efectul acțiunii lor comune este mai mic decât suma simplă a efectelor fiecărui factor).

De ce este important să știm despre interacțiunea factorilor de mediu? Fundamentarea teoretică a valorii concentrațiilor maxime admisibile (MPC) de poluanți sau a nivelurilor maxime admisibile (MPL) ale impactului agenților poluanți (de exemplu, zgomot, radiații) se bazează pe legea factorului limitator. MPC este stabilit experimental la un nivel la care modificările patologice nu apar încă în organism. În același timp, există dificultăți (de exemplu, cel mai adesea este necesară extrapolarea datelor obținute pe animale la oameni). Cu toate acestea, nu este vorba despre ei.

Nu este neobișnuit să auzi cum autoritățile de mediu raportează cu bucurie că nivelul celor mai mulți poluanți din atmosfera orașului se află în cadrul MPC. În același timp, autoritățile de Supraveghere Sanitară și Epidemiologică de Stat constată un nivel crescut al bolilor respiratorii la copii. Explicația ar putea fi așa. Nu este un secret pentru nimeni că mulți poluanți ai aerului au un efect similar: irită membranele mucoase ale tractului respirator superior, provoacă boli respiratorii etc. Iar acțiunea comună a acestor poluanți dă un efect aditiv (sau sinergic).

Prin urmare, în mod ideal, atunci când se elaborează standarde MPC și se evaluează situația existentă de mediu, ar trebui să se țină seama de interacțiunea factorilor. Din păcate, în practică, acest lucru poate fi foarte dificil de realizat: este dificil să planificați un astfel de experiment, este dificil să evaluați interacțiunea, plus înăsprirea MPC are efecte economice negative.

Glosar

MICROELEMENTE - elemente chimice necesare organismelor in cantitati neglijabile, dar determinand succesul dezvoltarii lor. M. sub formă de microîngrășăminte se folosește pentru creșterea randamentului plantelor.

FACTOR LIMITANT - un factor care stabilește cadrul (determinant) pentru cursul unui proces sau pentru existența unui organism (specie, comunitate).

AREAL - zona de distribuție a oricărui grup sistematic de organisme (specie, gen, familie) sau un anumit tip de comunitate de organisme (de exemplu, zona pădurilor de pini licheni).

METABOLISM – (in raport cu organismul) consumul, transformarea, utilizarea, acumularea si pierderea consistenta de substante si energie in organismele vii. Viața este posibilă doar prin metabolism.

eurybiont - un organism care trăiește în diferite condiții de mediu

STENOBIONT - un organism care necesită condiții de existență strict definite.

XENOBIOTIC - o substanță chimică străină organismului, neinclusă în mod natural în ciclul biotic. De regulă, un xenobiotic este de origine antropică.

Ecosistem

ECOSISTEME URBANE ŞI INDUSTRIALE

Caracteristicile generale ale ecosistemelor urbane.

Ecosistemele urbane sunt heterotrofe, ponderea energiei solare fixată de plantele urbane sau panourile solare amplasate pe acoperișurile caselor este nesemnificativă. Principalele surse de energie pentru întreprinderile orașului, încălzirea și iluminatul apartamentelor orășenilor sunt situate în afara orașului. Acestea sunt zăcăminte de petrol, gaze, cărbune, hidrocentrale și centrale nucleare.

Orașul consumă o cantitate imensă de apă, din care doar o mică parte o folosește pentru consum direct. Cea mai mare parte a apei este cheltuită pentru procesele de producție și nevoile casnice. Consumul personal de apă în orașe variază între 150 și 500 de litri pe zi, iar ținând cont de industrie, un cetățean reprezintă până la 1000 de litri pe zi. Apa folosită de orașe este returnată naturii în stare poluată - este saturată cu metale grele, reziduuri de petrol, substanțe organice complexe precum fenolul etc. Poate conține agenți patogeni. Orașul emite gaze toxice și praf în atmosferă, concentrează deșeurile toxice în gropile de gunoi, care, odată cu scurgerile de apă de izvor, pătrund în ecosistemele acvatice. Plantele, ca parte a ecosistemelor urbane, cresc în parcuri, grădini și peluze, scopul lor principal este de a regla compoziția gazelor din atmosferă. Ei eliberează oxigen, absorb dioxid de carbon și purifică atmosfera de gazele și praful nocivi care intră în ea în timpul funcționării întreprinderilor industriale și al transportului. Plantele au, de asemenea, o mare valoare estetică și decorativă.

Animalele din oraș sunt reprezentate nu numai de specii comune în ecosistemele naturale (păsările trăiesc în parcuri: porumbul roșu, privighetoarea, coada legănitoarei; mamifere: volei, veverițe și reprezentanți ai altor grupuri de animale), ci și de un grup special de animale urbane - însoțitori umani. Include păsări (vrabii, grauri, porumbei), rozătoare (șobolani și șoareci) și insecte (gândaci, ploșnițe, molii). Multe animale asociate cu oamenii se hrănesc cu gunoaie din gropile de gunoi (soci, vrăbii). Acestea sunt asistentele din oraș. Descompunerea deșeurilor organice este accelerată de larvele de muște și alte animale și microorganisme.

Principala caracteristică a ecosistemelor orașelor moderne este că echilibrul ecologic este perturbat în ele. Toate procesele de reglare a fluxului de materie și energie pe care o persoană trebuie să le preia. O persoană trebuie să reglementeze atât consumul de energie și resurse de către oraș - materii prime pentru industrie și alimente pentru oameni, cât și cantitatea de deșeuri toxice care intră în atmosferă, apă și sol ca urmare a industriei și transportului. În cele din urmă, determină și dimensiunea acestor ecosisteme, care în țările dezvoltate și în ultimii ani în Rusia, se „răspândesc” rapid din cauza construcției de cabane suburbane. Zonele joase reduc suprafața pădurilor și a terenurilor agricole, „răspândirea” lor necesită construirea de noi autostrăzi, ceea ce reduce proporția de ecosisteme capabile să producă hrană și să circule oxigen.

Poluarea industrială a mediului.

În ecosistemele urbane, poluarea industrială este cea mai periculoasă pentru natură.

Poluarea chimică a atmosferei. Acest factor este unul dintre cele mai periculoase pentru viața umană. Cei mai frecventi contaminanți

Dioxid de sulf, oxizi de azot, monoxid de carbon, clor etc. În unele cazuri, două sau relativ mai multe substanțe relativ inofensive eliberate în atmosferă pot forma compuși toxici sub influența luminii solare. Ecologiștii numără aproximativ 2.000 de poluanți ai aerului.

Principalele surse de poluare sunt centralele termice. Cazanele, rafinăriile de petrol și vehiculele poluează puternic atmosfera.

Poluarea chimică a corpurilor de apă. Întreprinderile aruncă produse petroliere, compuși de azot, fenol și multe alte deșeuri industriale în corpurile de apă. În timpul producției de petrol, corpurile de apă sunt poluate cu specii saline, petrol și produse petroliere sunt, de asemenea, vărsate în timpul transportului. În Rusia, lacurile din nordul Siberiei de Vest suferă cel mai mult din cauza poluării cu petrol. În ultimii ani, pericolul pentru ecosistemele acvatice al apelor uzate menajere din canalizările urbane a crescut. În acești efluenți a crescut concentrația de detergenți, pe care microorganismele îi descompun cu dificultate.

Atâta timp cât cantitatea de poluanți emiși în atmosferă sau deversați în râuri este mică, ecosistemele însele sunt capabile să le facă față. Cu poluare moderată, apa din râu devine aproape curată după 3-10 km de la sursa de poluare. Dacă sunt prea mulți poluanți, ecosistemele nu le pot face față și încep consecințele ireversibile.

Apa devine nepotabilă și periculoasă pentru oameni. Apa poluată nu este potrivită pentru multe industrii.

Poluarea suprafetei solului cu deseuri solide. Depozitele urbane de deșeuri industriale și menajere ocupă suprafețe mari. Gunoiul poate conține substanțe toxice precum mercur sau alte metale grele, compuși chimici care se dizolvă în apa de ploaie și zăpadă și apoi pătrund în corpurile de apă și în apele subterane. Poate ajunge în gunoi și dispozitive care conțin substanțe radioactive.

Suprafața solului poate fi poluată cu cenușa depusă din fumul centralelor termice pe cărbune, fabricilor de ciment, cărămizilor refractare etc. Pentru a preveni această contaminare, pe conducte sunt instalate colectoare speciale de praf.

Poluarea chimică a apelor subterane. Curenții de apă subterană transportă poluarea industrială pe distanțe lungi și nu este întotdeauna posibil să se determine sursa acestora. Cauza poluării poate fi spălarea substanțelor toxice de către apa de ploaie și zăpadă din depozitele industriale. Poluarea apelor subterane are loc și în timpul producției de petrol prin metode moderne, când, pentru a crește returul rezervoarelor de petrol, în puțuri este reinjectată apă sărată, care a urcat la suprafață odată cu petrolul în timpul pompării acestuia.

Apa sărată intră în acvifere, apa din fântâni devine amară și de nebăut.

Poluare fonică. Sursa de poluare fonică poate fi o întreprindere industrială sau de transport. În special basculantele și tramvaiele grele produc mult zgomot. Zgomotul afectează sistemul nervos uman și, prin urmare, se iau măsuri de protecție împotriva zgomotului în orașe și întreprinderi.

Liniile de cale ferată și de tramvai și drumurile, de-a lungul cărora trece transportul de marfă, trebuie să fie mutate din părțile centrale ale orașelor în zone slab populate și să creeze în jurul lor spații verzi care absorb bine zgomotul.

Avioanele nu ar trebui să zboare deasupra orașelor.

Zgomotul se măsoară în decibeli. Tic de ceas - 10 dB, șoaptă - 25, zgomot de pe o autostradă aglomerată - 80, zgomot de decolare a aeronavei - 130 dB. Pragul de durere al zgomotului este de 140 dB. Pe teritoriul dezvoltării rezidențiale în timpul zilei, zgomotul nu trebuie să depășească 50-66 dB.

De asemenea, poluanții includ: contaminarea suprafeței solului cu haldele de supraîncărcare și cenușă, poluarea biologică, poluarea termică, poluarea radiațiilor, poluarea electromagnetică.

Poluarea aerului. Dacă poluarea aerului peste ocean este luată ca unitate, atunci peste sate este de 10 ori mai mare, peste orașele mici - de 35 de ori și peste orașele mari - de 150 de ori. Grosimea stratului de aer poluat de deasupra orașului este de 1,5 - 2 km.

Cei mai periculoși poluanți sunt benz-a-pirenul, dioxidul de azot, formaldehida și praful. În partea europeană a Rusiei și Urali, în medie, în timpul anului la 1 km pătrați. km, au căzut peste 450 kg de poluanți atmosferici.

Față de 1980, cantitatea de emisii de dioxid de sulf a crescut de 1,5 ori; 19 milioane de tone de poluanți atmosferici au fost aruncați în atmosferă prin transportul rutier.

Deversarea apelor uzate în râuri s-a ridicat la 68,2 metri cubi. km cu un postconsum de 105,8 metri cubi. km. Consumul de apă de către industrie este de 46%. Ponderea apelor uzate neepurate este în scădere din 1989 și se ridică la 28%.

Datorită predominării vântului de vest, Rusia primește de 8-10 ori mai mulți poluanți atmosferici de la vecinii săi din vest decât le trimite.

Ploile acide au afectat negativ jumătate din pădurile Europei, iar procesul de uscare a pădurilor a început și în Rusia. În Scandinavia, 20.000 de lacuri au murit deja din cauza ploilor acide venite din Marea Britanie și Germania. Sub influența ploii acide, monumentele de arhitectură mor.

Substanțele nocive care ies dintr-un coș de 100 m înălțime sunt dispersate pe o rază de 20 km, 250 m înălțime - până la 75 km. Țeava campion a fost construită la o fabrică de cupru-nichel din Sudbury (Canada) și are o înălțime de peste 400 m.

Clorofluorocarburile care epuizează stratul de ozon (CFC) pătrund în atmosferă din gazele sistemului de răcire (48% în SUA și 20% în alte țări), cutii de aerosoli (2% în SUA și interzise în urmă cu câțiva ani; 35% în alte țări), solvenți utilizați la curățătorie chimică (20%) și în producția de spume, inclusiv styroform (25% în alte țări).

Principala sursă de freoni care distrug stratul de ozon sunt frigiderele industriale - frigiderele. Într-un frigider obișnuit de uz casnic, 350 g de freon, iar în frigiderele industriale - zeci de kilograme. Refrigerare numai în

Moscova folosește anual 120 de tone de freon. O parte semnificativă a acestuia, din cauza imperfecțiunii echipamentului, ajunge în atmosferă.

Poluarea ecosistemelor de apă dulce. În 1989, 1,8 tone de fenoli, 69,7 tone de sulfați, 116,7 tone de substanțe sintetice de suprafață (surfactanți) au fost descărcate în Lacul Ladoga - un rezervor de apă potabilă pentru al șase milioane de Sankt Petersburg - în 1989.

Poluează ecosistemele acvatice și transportul fluvial. Pe lacul Baikal, de exemplu, plutesc 400 de nave de diferite dimensiuni, acestea aruncă în apă aproximativ 8 tone de produse petroliere pe an.

La majoritatea întreprinderilor rusești, deșeurile de producție toxice sunt fie aruncate în corpurile de apă, otrăvindu-le, fie acumulate fără procesare, adesea în cantități uriașe. Aceste acumulări de deșeuri mortale pot fi numite „mine de mediu”; atunci când barajele se sparg, pot ajunge în corpurile de apă. Un exemplu de astfel de „mină de mediu” este uzina chimică Cherepovets „Ammophos”. Fosa sa septică se întinde pe o suprafață de 200 de hectare și conține 15 milioane de tone de deșeuri. Barajul care înconjoară bazinul este ridicat anual de

4 m. Din păcate, „mina Cherepovets” nu este singura.

În țările în curs de dezvoltare, 9 milioane de oameni mor în fiecare an. Până în anul 2000, peste 1 miliard de oameni vor lipsi de apă potabilă.

Poluarea ecosistemelor marine. Aproximativ 20 de miliarde de tone de gunoi au fost aruncate în Oceanul Mondial - de la canalizare menajeră la deșeuri radioactive. În fiecare an pentru fiecare 1 mp. km de suprafata apei adauga inca 17 tone de gunoi.

Peste 10 milioane de tone de petrol sunt turnate în ocean în fiecare an, care formează o peliculă care acoperă 10-15% din suprafața acestuia; și 5 g de produse petroliere sunt suficiente pentru a strânge pelicula de 50 de metri pătrați. m de suprafata apei. Acest film nu numai că reduce evaporarea și absorbția dioxidului de carbon, dar provoacă și lipsa de oxigen și moartea ouălor și a peștilor tineri.

Poluarea cu radiații. Se presupune că până în anul 2000 lumea se va fi acumulat

1 milion de metri cubi m de deşeuri radioactive de mare activitate.

Fondul radioactiv natural afectează fiecare persoană, chiar și pe cei care nu intră în contact cu centralele nucleare sau cu armele nucleare. Cu toții primim o anumită doză de radiații în viața noastră, din care 73% provine din radiațiile corpurilor naturale (de exemplu, granitul din monumente, casele cu fațadă etc.), 14% din proceduri medicale (în primul rând din vizitarea unei camere de raze X) și 14% din razele cosmice. Pe parcursul unei vieți (70 de ani), o persoană poate, fără prea mult risc, să câștige radiații de 35 rem (7 rem din surse naturale, 3 rem din surse spațiale și aparate cu raze X). În zona centralei nucleare de la Cernobîl, în zonele cele mai poluate, puteți obține până la 1 rem pe oră. Puterea de radiație pe acoperiș în perioada de stingere a unui incendiu la o centrală nucleară a ajuns la 30.000 de roentgens pe oră și, prin urmare, fără protecție împotriva radiațiilor (un costum de plumb), se putea obține o doză letală de radiații în 1 minut.

Doza orară de radiații, letală pentru 50% din organisme, este de 400 rem pentru oameni, 1000-2000 rem pentru pești și păsări, de la 1000 până la 150.000 pentru plante și 100.000 rem pentru insecte. Astfel, cea mai puternică poluare nu este un obstacol în calea reproducerii în masă a insectelor. Dintre plante, copacii sunt cei mai puțin rezistenți la radiații, iar ierburile sunt cele mai rezistente.

Poluarea cu deșeuri menajere. Cantitatea de gunoi acumulată este în continuă creștere. Acum este de la 150 la 600 kg pe an pentru fiecare locuitor al orașului. Cele mai multe gunoi sunt produse în SUA (520 kg pe an pe locuitor), în Norvegia, Spania, Suedia, Olanda - 200-300 kg, iar la Moscova - 300-320 kg.

Pentru ca hârtia să se descompună în mediul natural, durează de la 2 la 10 ani, o cutie de conserve - mai mult de 90 de ani, un filtru de țigară - 100 de ani, o pungă de plastic - mai mult de 200 de ani, plastic - 500 de ani, sticlă - mai mult de 1000 de ani.

Modalități de a reduce daunele cauzate de poluarea chimică

Cea mai comună poluare - chimică. Există trei modalități principale de a reduce daunele cauzate de acestea.

Diluare. Chiar și efluenții tratați trebuie diluați de 10 ori (și netratate - de 100-200 de ori). Coșurile de fum înalte sunt construite la întreprinderi, astfel încât gazele și praful emise să fie dispersate uniform. Diluarea este o modalitate ineficientă de a reduce daunele cauzate de poluare, acceptabilă doar ca măsură temporară.

Curatenie. Aceasta este modalitatea principală de reducere a emisiilor de substanțe nocive în mediu în Rusia de astăzi. Cu toate acestea, în urma tratării, se generează o mulțime de deșeuri lichide și solide concentrate, care trebuie și ele depozitate.

Înlocuirea vechilor tehnologii cu noi tehnologii cu deșeuri reduse. Datorită procesării mai profunde, este posibil să se reducă cantitatea de emisii nocive de zeci de ori. Deșeurile dintr-o industrie devin materie primă pentru alta.

Numele figurative pentru aceste trei moduri de reducere a poluării mediului au fost date de ecologiștii germani: „lungiți țeava” (diluare prin dispersie), „obturați țeava” (curățare) și „legați țeava într-un nod” (tehnologii cu deșeuri reduse). Germanii au restaurat ecosistemul Rinului, care timp de mulți ani a fost un canal în care au fost aruncate deșeurile giganților industriali. Acest lucru s-a făcut abia în anii 80, când, în cele din urmă, „țeava era legată în nod”.

Nivelul de poluare a mediului în Rusia este încă foarte ridicat, iar în aproape 100 de orașe ale țării s-a dezvoltat o situație ecologic nefavorabilă periculoasă pentru sănătatea populației.

O anumită îmbunătățire a situației de mediu din Rusia a fost obținută datorită îmbunătățirii funcționării instalațiilor de tratare și a unei scăderi a producției.

O reducere suplimentară a emisiilor de substanțe toxice în mediu poate fi atinsă dacă sunt introduse tehnologii mai puțin periculoase cu deșeuri reduse. Cu toate acestea, pentru a „lega țeava într-un nod”, este necesară modernizarea echipamentelor la întreprinderi, care necesită investiții foarte mari și, prin urmare, se va realiza treptat.

Orașele și instalațiile industriale (zăcăminte de petrol, cariere pentru dezvoltarea cărbunelui și minereului, uzine chimice și metalurgice) funcționează cu energie care provine din alte ecosisteme industriale (complex energetic), iar produsele lor nu sunt biomasă vegetală și animală, ci oțel, fier și aluminiu, diverse mașini și dispozitive, materiale de construcție, materiale plastice și multe altele care nu se găsesc în natură.

Problemele ecologiei urbane sunt, în primul rând, problemele reducerii emisiilor de diverși poluanți în mediu și protejării apei, atmosferei și solului din orașe. Acestea sunt rezolvate prin crearea de noi tehnologii și procese de producție cu deșeuri reduse și instalații eficiente de tratare.

Plantele joacă un rol important în atenuarea impactului factorilor de mediu urban asupra oamenilor. Spațiile verzi îmbunătățesc microclimatul, captează praful și gazele și au un efect benefic asupra stării psihice a cetățenilor.

Literatură:

Mirkin B.M., Naumova L.G. Ecologia Rusiei. Un manual din setul federal pentru clasele 9-11 ale unei școli complete. Ed. al 2-lea, revizuit.

Si in plus. - M.: AO MDS, 1996. - 272 cu ill.