Влияние деятельности человека на составные части биосферы

Плотностью популяции называется число особей, приходящихся на единицу площади. Часто плотность измеряют не числом особей, а их массой (биомассой). Плотность равная численности или биомассе популяции на единицу обитаемого пространства называют ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ.

Численность популяции как характеристика ее взаимодействия с окружающей средой.

Живые организмы участвуют в кругообороте веществ и энергии в биосфере Земли. Они живут группами, благодаря чему выживают и развиваются. Их важнейшими характеристиками являются численность, плотность, рождаемость, смертность, возрастной состав, соотношение полов и др.

В экологии одно их важнейших мест занимают такие направления, как экология популяций и сообществ, которые рассматривают характеристики популяций и сообществ, структуру, свойства и т.д.

ПОПУЛЯЦИИ состоят из одновидовых организмов, совместно населяющих определенные участки и связанных между собой определенными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое существование в данной природной среде.

ВИД - основная структурная и классификационная (ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ) единица в системе живых организмов; совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков, населяющих определенный ареал, обособленных от других нескрещиваемостью в природных условиях.

Популяция обладает не только биологическими свойствами составляющих ее организмов, но и свойствами, которые присущи группе особей в целом. Различают СТАТИЧЕСКИЕ и ДИНАМИЧЕСКИЕ характеристик популяций.

К статическим характеристикам относятся:

· ЧИСЛЕННОСТЬ;

· ПЛОТНОСТЬ;

· ВОЗРАСТНОЙ и ПОЛОВОЙ СОСТАВ.

К динамическим характеристикам относятся:

· РОЖДАЕМОСТЬ;

· СМЕРТНОСТЬ;

· СКОРОСТЬ ПОПУЛЯЦИОННОГО РОСТА.

Численность популяции не может быть любой; она не может быть слишком малой (до 2000 особей), но и не может быть бесконечно большой, так как тогда она не сможет прокормиться и разместиться на данной площади.

Возрастной состав также является статической характеристикой популяции.

Растущая популяция характеризуется преобладающим числом молодых особей, а в сокращающейся популяции преобладают особи старческого (пострепродуктивного) возраста.

Другая статическая характеристика популяции - половой состав. У высших животных число особей женского и мужского пола различно. Так, например, в человеческой популяции это соотношение составляет 515: 485.

Рождаемость является динамической характеристикой популяции. Различают максимальную и реальную рождаемость.

Реально-реализованная рождаемость (ПЛОДОВИТОСТЬ) называется ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ РОЖДАЕМОСТЬЮ. Экологическая рождаемость зависит от численности популяции, ее полового и возрастного состава, а также от физических условий среды.

Рождаемость равна общему числу вновь появившихся особей деленному на промежуток времени, в течение которого они появились.

Удельная рождаемость равна рождаемости, деленной на число всех особей в популяции.

Смертность определяется как число особей, погибших за данный отрезок времени.

Удельная смертность равна смертности, деленной на число всех особей в популяции.

Смертность - показатель, противоположный рождаемости. У большинства живых организмов интенсивность смертности меняется на протяжении всей жизни. Чаще она больше на ранних стадиях развития, затем она снижается, а к старости снова возрастает.

Чем больше смертность, тем меньше средняя продолжительность жизни и наоборот. Иначе говоря, чем меньше средняя продолжительность жизни, тем меньшее количество живых организмов доживет до старости. Зависимости возраста и численности популяции представляются в виде КРИВЫХ ВЫЖИВАНИЯ.

В Биосфере Земли живые организмы живут в окружении других представителей живой природы.

В сообществах организмы одной популяции могут питаться особями другой или использовать их как среду обитания (НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ взаимодействие). Разные организмы могут использовать один и тот же ресурс; один вид может быть передающим звеном в цепи развития паразита, живущего за счет другого (ОПОСРЕДОВАННЫЕ или КОСВЕННЫЕ взаимодействия).

Различают следующие типы экологических взаимодействий:

1. если две популяции не влияют друг на друга, то это носит название НЕЙТРАЛИЗМ (в природе нейтрализм встречается крайне редко);

2. если для одного из совместно обитающих видов влияниедругого отрицательно (он испытывает угнетение), в то время как угнетающий не получает ни вреда, ни пользы, то это называется АМЕНСАЛИЗМ. Например - когда светолюбивые растения растут в густом еловом лесу;

3. к взаимополезным взаимодействиям относятся:

· ПРОТОКООПЕРАЦИЯ;

· СИМБИОЗ;

· МУТУАЛИЗМ (птицы, кормящиеся на коже носорога);

4. к полезно-нейтральным взаимодействиям относятся:

· КОМЕНСАЛИЗМ (нахлебничество, сотрапезничество, квартиранство);

5. к полезно-вредным взаимодействиям относятся:

· ПАРАЗИТИЗМ;

· ХИЩНИЧЕСТВО;

6. к взаимовредным взаимодействиям относятся:

· КОНКУРЕНЦИЯ (различают межвидовую и внутривидовую конкуренцию).

СООБЩЕСТВОМ называется совокупность образующих его видов и взаимоотношения между ними.

2. Классификация вредных веществ в атмосферном воздухе. Понятие предельно-допустимых концентраций.

Загрязнение атмосферы — изменение состава атмосферы в результате попадания в нее примесей. Примесь в атмосфере — это рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе. Загрязняющее воздух вещество — это примесь в атмосфере, оказывающая неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Поскольку примеси в атмосфере могут претерпевать различные превращения, их можно условно разделить на первичные и вторичные. Первичная примесь в атмосфере — примесь, сохранившая за рассматриваемый интервал времени свои физические и химические свойства. Превращения примесей в атмосфере — процесс, при котором примеси в атмосфере подвергаются физическим и химическим изменениям под влиянием природных и антропогенных факторов, а также в результате взаимодействия между собой. Вторичная примесь в атмосфере — это примесь в атмосфере, образовавшаяся в результате превращения первичных примесей. По воздействию на организм человека загрязнение атмосферы подразделяют на физическое и химическое. К физическому относят: радиоактивное излучение, тепловое воздействие, шум, низкочастотные вибрации, электромагнитные поля. К химическому — наличие химических веществ и их соединений. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ характеризуются по 4 признакам: по агрегатному состоянию, химическому составу, размеру частиц и массовому расходу выброшенного вещества. Загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу в виде смеси пыли, дыма, тумана, пара и газообразных веществ. Источники выбросов в атмосферу подразделяют на естественные, обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные), являющиеся результатом деятельности человека. К числу естественных источников загрязнения атмосферного воздуха относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными источниками: 1. пыль растительного, вулканического, космического происхождения, продукты эрозии почвы, частицы морской соли; 1. туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров; Естественные источники обычно бывают площадными (распределенными) и действуют сравнительно кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени. Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью видов. [pic] Рис. 1. Источники загрязнения атмосферы: 1 — высокая дымовая труба; 2 — низкая дымовая труба; 3 — аэрационный фонарь цеха; 4 — испарения с поверхности бассейна; 5 — утечки через неплотности оборудования; 6 — пыление при разгрузке сыпучих материалов; 7 — выхлопная труба автомобиля; 8 — направление движения потоков воздуха. Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными (источники 1—6), когда координата источника выброса не изменяется во времени, и передвижными (нестационарными) (источник 7 — автотранспорт). Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и площадные. Каждый из них может быть затененный и незатененный. Точечные источники (на рис. 1— 1, 2, 5, 7) — это загрязнения, сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы, вентиляционные шахты, крышные вентиляторы. Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы. Площадные источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам относятся места складирования производственных и бытовых отходов, автостоянки, склады горюче-смазочных материалов. Незатененные (1), или высокие, источники расположены в недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники, выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных по близости зданий и других препятствий. Затененные источники (2—7) расположены в зоне подпора или аэродинамической тени здания или другого препятствия. Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на организованные и неорганизованные. Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды трубы. Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6) образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в места загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих материалов другие площадные источники.

ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ (ПДК), под которыми понимают такие концентрации, которые при постоянном воздействии не вызывают различных заболеваний у человека при жизни настоящего и последующего поколений и не приводят к изменениям в экосистемах.

Различают: ПДК в атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточные – при воздействии более 20 минут и максимально-разовые – при воздействии более 20 минут), а также ПДК воздуха рабочей зоны (места работы человека). ПДК измеряются в мг/м³ .

По характеру воздействия на организм человека различают следующие виды вредных (загрязняющих) веществ:

- общетоксичные, которые вызывают отравление всего организма (например, окись углерода),

- раздражающие, которые вызывают раздражение дыхательных органов, слизистых оболочек (например, сернистый газ, окислы азота),

- сенсабилизирующие, которые вызывают аллергические заболевания (например, формальдегид),

- канцерогенные, которые вызывают онкологические заболевания (например, соединения никеля, окислы хрома),

- фиброгенные, которые вызывают заболевания легких (например, окись алюминия, двуокись кремния),

- мутагенные, которые вызывают изменение наследственной информации (например, свинец, марганец).

По степени опасности воздействия вредные вещества подразделяются на четыре класса:

- 1 класс (чрезвычайно-опасные),

- 2 класс (высокоопасные),

- 3 класс (умеренно-опасные),

- 4 класс (малоопасные).

По усредненным концентрациям 5 наиболее важных для данного региона веществ и сравнении их с ПДК, можно определить индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для водной среды (гидросферы) проводится контроль за уровнем загрязнений по физическим, химическим (сравнение с ПДК загрязнителей воды в мг/л) и гидробиологическим характеристикам.

Для оценки антропогенного воздействия на биоту (экосистемы) пользуются понятием устойчивого биогеоценоза, для которого выделяют пять признаков:

1. Биомасса всех основных звеньев трофических цепей должна быть большой, без резкого преобладания фитомассы над зоомассой.

2. Большой биомассе должна соответствовать большая продуктивность, что создает предпосылки для быстрой компенсации возможных потерь на отдельных трофических уровнях.

3. Структура системы в целом и разнородность отдельных трофических уровней должны обеспечивать высокую стабильность биогеоценоза, находящегося в состоянии динамического равновесия.

4. Обмен веществами и энергией в биогеоценозе должны протекать с высокой скоростью, что создает условия для большой скорости самоочищения.

5. Биогеоценоз должен обладать способностью к быстрой адаптации при изменении внешней среды.

Таким образом, экологический мониторинг является важнейшим инструментом при контроле антропогенных воздействий на биосферу в целом.

3. Классификация и воздействие вредных веществ в воздухе на организм человека.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест - гигиенический норматив, утверждаемый постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации по рекомендации Комиссии по государственному санитарно - эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

ПДК загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно - бытовых условий жизни.

Признаком устойчивой экологической системы является стабильность определённых характеристик. Так, например, экологически устойчивая система Земля имеет постоянную массу и постоянную среднюю температуру.

Под экологической катастрофой следует понимать переход системы из одного устойчивого состояния в другое. Например, повышение средней температуры Земли может привести к таянию полярных льдов, опустыниванию почв, вымиранию определённых видов флоры и фауны, может быть, даже к гибели человечества. Тем не менее, Земля как элемент Солнечной системы, скорее всего, останется такой же стабильной, как и ранее. Экологические катастрофы могут иметь различные уровни – от локальных (гибель леса, осушение моря и т. д.) до глобальных (в масштабах Земли, Солнечной системы, Галактики и даже Вселенной).

Человечество в процессе жизнедеятельности безусловно влияет на различные экологические системы. Примерами таких, чаще всего опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, поворот течения рек, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к её дестабилизации, то есть к экологической катастрофе.

Ниже мы рассмотрим одну из проблем влияния человека на окружающую среду – проблему городских отходов.

Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона “ближе” человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов.

С учетом того, что общее число экологических районов очень велико, а проблемы экологии во многих из них аналогичные, я рассматриваю два наиболее важных типа подобных районов.

Дата добавления: 2015-04-24