Фактори навколишнього середовища та їх дія на організми

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ  НАЦІОНАЛЬНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО

 

                                          КАФЕДРА ЕКОЛОГІЇ

                                           

 

 

                                             ВАРІАНТ  № 21

 

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

З ДИСЦИПЛІНИ "ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             Зміст контрольної роботи.

1. Фактори навколишнього середовища та їх дія на організми. Інтенсивність та діапазон дії екологічних факторів …………………………….

2. Екологічний блок урбоекосистеми. Ландшафтно-типологічний аналіз міст. Еколого-економічне районування ……………………………………….…

3.Задача ………………………………...……………………………………

4. Список літератури………………………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            1. Фактори навколишнього середовища та їх дія на організми. Інтенсивність та діапазон дії екологічних факторів.

Навколишнє середовище розглядають зазвичай як комплекс міжнародних, державних, регіональних, локальних, адміністративно-господарських, технологічних і громадських заходів, спрямованих на збереження та забезпечення раціонального природокористування, відновлення, охорону та примноження природних ресурсів для блага людського суспільства і підтримання біологічної та екологічної рівноваги біосфери. Вчені західних країн розрізняють, як правило, науку екологію і науки про навколишнє середовище. Екологія вивчає групи факторів середовища, які впливають на організми: абіотичні, (неживої природи — температура, вологість повітря й ґрунту, світло, хімічний склад атмосфери, води, ґрунту та ін.), біотичні (різні внутрішньовидові та міжвидові відносини організмів у природному угрупованні) і антропогенні (вплив діяльності людини на живу природу). Охорона природи розглядає тільки третій фактор — вплив людини на середовище, який, проте, не в усьому збігається із загальноекологічним підходом.

Охорона природи — і ширша, і вужча від розділу екології, що досліджує вплив антропогенного фактора на природу: вужча — тому що аналізується не будь-яка дія, а лише та, наслідок якої може мати значення для життя людського суспільства; ширша — оскільки розглядається вплив антропогенного фактора не лише на органічний світ, а й на неживу природу. Відмінність між екологією і охороною природного середовища полягає ще й у масштабах досліджуваних об'єктів. Якщо охорона навколишнього середовища розглядає вплив факторів на рівні мікро- та мезоекосистем, то екологія — на рівні біосфери. Однак це збільшення масштабу не призводить до зміни мети, об'єкта, предмета й методу дослідження, воно лише розширює його межі.

Спочатку сформувалася загальна екологія як розділ загальної біології. Далі сформувалася охорона навколишнього природного середовища в результаті технічного розвитку антропогенезу. Проте між ними існував розрив, і лише екологія поєднала ці два розділи науки і стала їх спільною теоретичною базою. Нині формується новий напрям — екологія техногенних екосистем. Його правильніше було б назвати «Техногенна безпека біосфери». Метою останнього є дослідження генезису забруднень біосфери внаслідок розвитку техногенних процесів різних виробництв та запобігання цим забрудненням.

Вплив середовища на організми зазвичай оцінюють через окремі фактори. Поняття умов екологія замінила поняттям фактора. Екологічний фактор - це будь-який нерозчленований далі елемент середовища, здатний прямо чи опосередковано впливати на живі організми хоча б упродовж однієї з фаз їх індивідуального розвитку. Фактори поділяють на три групи: абіотичні (або фізико-хімічні), біотичні та антропогенні. До абіотичних належать кліматичні, атмосферні, ґрунтові (едафічні), геоморфологічні (орографічні), гідрологічні та ін. До біотичних належать фактори живої природи — вплив одних організмів або їх співтовариств на інші. Ці впливи можуть бути з боку рослин (фітогенні), тварин (зоогенні), мікроорганізмів, грибів тощо. Антропогенні — це фактори людської діяльності. Серед них розрізняють фактори прямого впливу на організми (наприклад, промисел) і опосередкованого — вплив на місце проживання (наприклад, забруднення середовища, знищення рослинного покриву, будівництво гребель на ріках тощо).

Визначення екологічного фактора характеризується такими ознаками:

1) нерозчленованість даного елемента  середовища. Наприклад, глибину водойми не можна розглядати як екологічний фактор, тому Ідо глибина впливає на мешканців водойми не безпосередньо, а через збільшення тиску, зменшення освітлення, зниження температури, збільшення солоності, зменшення вмісту кисню тощо. Саме температура, солоність, вміст кисню, освітленість, тиск та ін. виступають як екологічні фактори водойми, що впливають безпосередньо на живі організми;

2) дія екологічних факторів може  бути не прямою, а опосередкованою, тобто в цьому разі вони діють через численні причинно-наслідкові зв'язки.

Розрізняють десять груп екологічних факторів (загальна кількість — близько 60), об'єднаних за певним показником: за часом — фактори часу (еволюційний, історичний, діючий), періодичності (періодичний і неперіодичний); за середовищем виникнення (атмосферні, водні,, геоморфологамні, фізіологічні, генетичні, екосистемні); первинні тa вторинні; за походженням (космічні, біотичні, абіотичні, природно-антропогенні, техногенні, антропогенні); за характером (інформаційні, фізичні, хімічні, енергетичні, термічні, біогенні, кліматичні, комплексні); за спектром впливу (вибіркової чи загальної дії); за умовами дії; за об'єктом впливу (летальні, екстремальні, обмежувальні, мутагенні, занепокоєння).

Прояв впливу факторів виражається в зміні життєдіяльності організмів. Це призводить до зміни чисельності популяції. При цьому слід зазначити такі закономірності:

1) за певних значень фактора  складаються найсприятливіші умови  для життєдіяльності організмів. Такі умови називають оптимальними, а відповідні значення фактора — оптимумом;

2) чим більше значення фактора  відхиляється від оптимальних, тим  сильніше пригнічується життєдіяльність  особин. У зв'язку з цим виділяють зону їх нормальної життєдіяльності;

3) діапазон значень фактора, за  межами якого нормальна життєдіяльність особин стає неможливою, називають межею витривалості. Розрізняють верхню і нижню межі витривалості. Діапазон значень фактора, за межами якого організм почувається пригнічено, називають зоною пригнічення (песимуму).

Діапазон значень оптимуму й песимуму є критерієм для визначення екологічної валентності (екологічної толерантності; лат. «толерапція» —терпіння) — здатності організму пристосовуватися до змін умов середовища. Кількісно вона охоплює діапазон від нижнього песимуму (екологічний мінімум на шкалі фактора) до верхнього песимуму (екологічний максимум). У цьому полягає суть закону екологічної валентності (екологічної толерантності}, сформульованого В. Шелфордом (1913): діапазон значень зміни фактора верхнього й нижнього песимумів, за яких організми здатні пристосуватися до змін умов середовища, визначають межу витривалості. Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від -55 до +20 .+30 °С, а тропічні корали гинуть вже в разі зміни температури на 5-6 °С.

За екологічною валентністю організми поділяють на стенобіонти і еврибіонти. Стенобіопти (грец. «стенос» — вузький та «біос» — життя) — організми, що можуть жити при дуже незначній зміні факторів середовища (температури, кислотності, вологості, солоності тощо). До стенобіонтів належать орхідеї, далекосхідний рябчик, форель та ін. Еврибіоити (грец. «еурі» — широкий) — організми, що можуть жити при значних змінах факторів середовища (колорадський жук, пацюки, вовки, таргани, очерет тощо). Серед стенобіонтів і еврибіонтів залежно від конкретного фактора організми поділяють на стенотермні та евритермні (за реакцією на температуру), стеногалінні та евригалінні (за реакцією на солоність води), стенофоти та еврифоти (за реакцією на освітлення) тощо.

Серед сукупності різних факторів виділяють лімітуючі, тобто такі, значення (рівень, доза) яких наближається до межі витривалості організму (значення фактора менше або більше від оптимуму). Поняття лімітуючого фактора започатковане законами мінімуму Лібіха (1840) і толерантності Шелфорда. Найчастіше лімітуючими факторами є температура, світло, тиск, біогенні речовини тощо.

Екологічні фактори на рівні особини, популяції, виду і екосистеми впливають по-різному. На рівні особин абіотичні фактори впливають насамперед на поведінку тварин, змінюють трофічні відносини з середовищем і характер метаболізму, діють на здатність розмножуватися і плодючість, значною мірою визначають розвиток, швидкість росту і тривалість життя тварин і рослин. На рівні популяції абіотичні фактори діють на такі параметри, як народжуваність, смертність, середня тривалість життя особини, швидкість зростання популяції та її розміри. Останні визначають характер динаміки чисельності популяції і просторовий розподіл особин у ній. На рівні виду абіотичні умови середовища проживання нерідко виступають як фактори, що визначають і обмежують географічне поширення.

На рівні екосистеми будь-який абіотичний фактор, що впливає на окремий вид, який входить до складу екосистеми, впливатиме і на саму екосистему, на її визначальні властивості. Дія абіотичних факторів може призвести до загибелі особин, що зумовить зменшення густоти популяцій, які входять до складу екосистеми. Це в кінцевому підсумку позначиться на видовому різноманітті, просторовому розподілі видів в екосистемі, на характері їх взаємодії один з одним.

Розглядаючи екологічне значення світла, слід відзначити його основну роль у фотосинтезі зелених рослин, оскільки воно сприяє утворенню органічної речовини — рослинної біомаси, тобто первинної біологічної продукції, від трансформації і використання якої залежить життя на Землі.

Для рослин важливі промені видимої та невидимої частин спектра, особливо оранжево-червоні і синьо-фіолетово. Найменше поглинаються жовто-сині, майже не поглинаються інфрачервоні. Причому "далеке" інфрачервоне проміння бере участь у теплообміні рослин, а тому проявляє певний позитивний вплив, особливо при дії низьких температур оточуючого середовища.

У рослин у процесі природного відбору виникли численні пристосування, які дають їм змогу жити в різних умовах освітлюваності. За ставленням до світла рослини поділяють на три групи: світлолюбні, тіньолюбні та тіньовитривалі.

Світлолюбні рослини, або геліофіти, можуть нормально розвиватись лише при достатньо яскравому світлі. Прикладом можуть служити лучні трави — райграс високий, тимофіївка лучна; рослини степів — ковила, перекотиполе; пустель — верблюжа колючка, саксаул, кактуси, 3 лісових рослин — це дерева першого ярусу та трави-ефемери, які розвиваються до розпускання листя дерев і чагарників (анемона, ряст).

Тіньолюбні рослини, або сціофгти, розвиваються в умовах досить слабкої освітлюваності. При яскравому освітленні, особливо в умовах конкуренції з іншими видами, вони жити не можуть. До тіньолюбних належать рослини, які живуть у нижніх ярусах фітоценозів (кислиця, веснівка дволиста, копитняк, вороняче око).

Тіньовитривалі види, або факультативні геліофіти, як правило, рослини помірних зон — лісові та лучні трави: тонконіг лучний, костриця червона, суниці лісові, грястиця збірна, а серед дерев — липа, черемха, горобина, смерека тощо.

Світло є важливим фактором, який впливає на процеси розмноження рослин і тварин. У багатьох рослин нестача світла гальмує цвітіння, а отже, і розмноження. Мохи, які ростуть в умовах світлового дефіциту, розвивають лише вегетативні органи. Для багатьох тварин тривалість дня є фактором, що регулює ритм розмноження.

Сприйняття світлових сигналів тваринами відбувається за допомогою органів зору. Подразнення передаються через нервову систему, відомі три шляхи впливу їх на систему розмноження. Перший пов'язаний з ендокринною системою, яка виділенням гормонів ініціює статевий цикл. Другий шлях — це вплив через кормовий фактор. У багатьох тварин світло стимулює потребу в їжі, прискорює перебіг процесів розвитку, які зумовлюють дозрівання статевих органів. І нарешті, третій шлях — це безпосередня дія видимого випромінення. Крім того, його підсилення може впливати на процеси розмноження.

Часто світло виступає як фотоперіодичний стимулятор. Щоб рослина могла вступити в черговий цикл росту і розвитку, їй потрібно пережити холод і одержати таким чином фізіологічне підтвердження того, що зима минула. Тоді поряд з температурою й іншими стимулами виступає світло у вигляді тривалості фотоперіоду, сигналізуючи про припинення періоду спокою (і відповідно початок вегетації.

Сонячна енергія не лише забезпечує рослини світлом, але й створює такі температурні умови, які необхідні для їх життєдіяльності. Як світловий, так і температурний режими змінюються на Землі протягом року, доби. Вони залежать від широти місцевості, висоти над рівнем моря, а також місцевих факторів — характеру вітрів, близькості теплих чи холодних течій, льодовиків, кольору ґрунтів тощо. Причому нагрівання Землі відбувається тим швидше, чим прозоріша атмосфера в момент освітлення і чим вище стоїть сонце над горизонтом.

Залежно від температури на Землі, починаючи від екватора, виділяють декілька кліматичних зон:

1. Тропічна. Мінімальна середня  температура понад +16°С. Місячні  і річні коливання дуже малі. Вегетаційний період триває цілорічне.

2. Субтропічна. Вегетаційний період  триває цілорічно, але протягом 1—4 місяців спостерігається зниження температури. Теплові коливання значніші, ніж у тропічній зоні.

3. Помірно тепла. Максимальна середня  температура вища 0°С, але нижча +16°С. Помітний перепад зимових температур. Проте перерви у вегетації  через нестачу тепла немає, але  теплолюбних рослин у флорі дуже мало.