Контрольная работа по «Экология»

 

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Факультет ресторанно-гостиничного бизнеса и услуг

 

Кафедра экологической  и экономической политики

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По  дисциплине «Экология»

  Вариант № 7

 

 

 

Выполнил: студент 1 курса

заочной формы обучения

11 группа

Зачетная книжка № 201/380

Вериго Федор Александрович

Проверил: доцент к.т.н.

Мирошкина Лилия Анатольевна

 

 

 

2011 год

1. Антропогенные факторы.

Антропогенные факторы среды, внесённые в природу человеческой деятельностью изменения, воздействующие на органический мир. Переделывая природу и приспосабливая её к своим потребностям, человек изменяет среду обитания животных и растений, влияя тем самым на их жизнь. Воздействие может быть косвенным и прямым. Косвенное воздействие осуществляется путём изменения ландшафтов — климата, физического состояния и химизма атмосферы и водоёмов, строения поверхности земли, почв, растительности и животного населения. Большое значение приобретает увеличение радиоактивности в результате развития атомной промышленности и особенно испытаний атомного оружия. Человек сознательно и бессознательно истребляет или вытесняет одни виды растений и животных, распространяет другие или создаёт для них благоприятные условия. Для культурных растений и домашних животных человек создал в значительной степени новую среду, многократно увеличив продуктивность освоенных земель. Но это исключило возможность существования многих диких видов. Увеличение народонаселения Земли и развитие науки и техники привели к тому, что в современных условиях очень трудно найти участки, не затронутые деятельностью человека (девственные леса, луга, степи и т. д.). Неправильная распашка земель и неумеренный выпас скота не только привели к гибели естественных сообществ, но и усилили водную и ветровую эрозию почв и обмеление рек. Вместе с тем возникновение селений и городов создало благоприятные условия для существования многих видов животных и растений. Развитие промышленности не обязательно приводило к обеднению живой природы, но часто способствовало появлению новых форм животных и растений. Развитие транспорта и других средств сообщения способствовало распространению как полезных, так и многих вредных видов растений и животных. Прямое воздействие направлено непосредственно на живые организмы. Например, нерациональные рыболовство и охота резко сократили численность ряда видов. Наибольшую опасность для человека и животных представляют экотоксиканты. Экотоксиканты – вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы. Основными источниками их поступления являются: предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; различные виды транспорта (особенно автомобильный); ТЭЦ и другие энергетические установки; сельскохозяйственное производство (минеральные удобрения, пестициды); АЭС и предприятия, использующие атомную энергию и т. д.

В современном обществе ежедневно  используются сотни тысяч химических веществ. Среди десяти наиболее опасных  веществ и факторов воздействия  следует назвать тяжелые металлы (Hg, Co, Mo, Pb, Cd, As, Zn, Cu, и др.), летучие органические соединения, формальдегид, пестициды, побочные продукты сгорания (CO, CO₂, NO₂, ЯО₂ и др.), ядовитые и канцерогенные вещества в продуктах питания, пыль, асбест, бактерии, радиацию. Невозможно контролировать множество химических реакций между этими веществами, их индивидуальные и комбинированные токсические эффекты.

Нарастающая сила и убыстряющиеся  темпы изменения природы человеком  вызывают необходимость её охраны. Целенаправленное, сознательное преобразование природы человеком с проникновением в микромир и космос знаменует  собой, по В. И. Вернадскому (1944), формирование "ноосферы" — оболочки Земли, измененной человеком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Правило лимитирующего фактора.

Закон лимитирующих факторов был впервые  изучен и сформулирован Юстусом фон Либихом в 1840 г. в ходе наблюдений за влиянием на жизнедеятельность растений химических удобрений. В своих исследованиях ученый использовал фосфорные и калийные удобрения, т. е. основные виды удобрений, применяющихся в современном нам обществе. В ходе наблюдений он отметил, что ограничения внесения любого из удобрений ведет к одинаковому результату замедлению роста растений. Сходные результаты наблюдались и при заведомом преувеличении количества вносимого удобрения. Наблюдалось действие закона лимитирующих факторов даже единственный фактор за пределами своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе к его гибели. Дальнейшие наблюдения показали, что закон лимитирующих факторов, или закон минимумов Либиха, относится ко всем влияющим на организм факторам абиотическим (как в исследованиях Либиха) и биотическим. В широком смысле этот закон применим даже в отношении экосистем в целом, и тогда закон лимитирующих факторов можно сформулировать следующим образом: развитие системы ограничивается при недостатке хотя бы одного необходимого ей фактора. Лимитирующий фактор при этом понимают как фактор, в первую очередь ответственный за ограничение роста и/или размножение организма или всей популяции (4). Лимитирующие факторы для данной системы могут меняться в зависимости от времени и места. Для более детального анализа закона минимумов Либиха рассмотрим такие параметры действия любого фактора, как оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости (7). Состояние или величина фактора, обеспечивающая наилучший результат процессов роста и размножения организмов, называется оптимумом. Как правило, точное значение величины фактора, наиболее благоприятной для жизнедеятельности организма, установить невозможно, поскольку речь идет о некотором диапазоне значений, и, следовательно, лучше говорить о зоне оптимума. Условия, не оптимальные, но и не смертельные для вида, где он выживает, но испытывает стресс, называют стрессовыми зонами. Экстремальные значения фактора, при выходе за которые организм или популяция уже не могут выжить, называются пределами устойчивости. Диапазон условий, в пределах которого организм или популяция может жить и размножаться, называется диапазоном устойчивости. В его пределах существуют зоны оптимума и стрессовые зоны, а точки, ограничивающие его, т. е. минимальное и максимальное значение величины или состояния фактора, называются пределами устойчивости. Величина диапазона устойчивости по отношению к величине фактора и особенно величина зоны оптимума позволяет судить о выносливости организмов по отношению к данному элементу среды. В связи с этим различают виды широко приспособленные, которые могут существовать в условиях широкого диапазона экологического фактора, или эврибионты (от греческого "эйро" широкий, всякий) и узкоприспособленные, способные жить лишь в условиях мало меняющегося действия фактора, или стенобионты (от греческого "стено" узкий, ограниченный) (1; 4). Проявление зоны оптимума зависит от сочетания с действием других факторов, поскольку каждый экологический фактор действует не в одиночку, а в связи с другими целым комплексом (5). Поэтому действие среды на организм это не просто влияние суммы отдельных экологических факторов; действие каждого из них проявляется сопряженно с другими и во многом зависит от них.  
Действие одного экологического фактора нельзя заменить действием какого-либо другого фактора или даже их комплексом, но одинаковый биологический эффект иногда возможен при различных сочетаниях факторов. Например, недостаток света уменьшает интенсивность фотосинтеза, а избыточное содержание в воздухе углекислого газа интенсивность фотосинтеза увеличивает, поэтому при одновременном уменьшении освещенности и увеличении содержания углекислого газа в атмосфере интенсивность фотосинтеза может не уменьшаться. Но это не замещение одного фактора другим, в этом случае наблюдается лишь компенсация частичного недостатка одного фактора усилением другого или других. В условиях крайне слабого освещения и любого, даже наиболее оптимального насыщения воздуха углекислым газом фотосинтез невозможен (4).

3. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма.

Правило соответствия условий  среды генетической предопределенности организма — вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. 

Каждый вид живого возник в определенной среде, приспособлен к ней и дальнейшее его существование  возможно лишь в ней или в близкой  к ней. Резкое и быстрое изменение  среды жизни может привести к  тому, что генетический аппарат вида не сможет приспособиться к новым  условиям жизни. В связи с этим коренные преобразования природы, опасны для ныне существующих видов, в том  числе для самого человека, также  представляющего собой биологический  вид.

Оптимальное воздействие на разные организмы один и тот же фактор может оказывать при различных  значениях. Так, одни растения предпочитают очень влажную почву, а другие – относительно сухую. Некоторые животные любят сильную жару, иные лучше переносят умеренную температуру среды и т. д. Кроме того, живые организмы делят на способных существовать в широком или узком диапазонах изменения какого-либо фактора среды. К каждому экологическому фактору организмы приспосабливаются относительно независимым путем. Организм может иметь приспособленность к узкому диапазону одного фактора и к широкому диапазону – другого. Для организма имеет значение не только амплитуда, но и скорость колебаний того или иного фактора.

Если влияние условий среды  не достигает предельных значений, живые организмы реагируют на него определенными действиями или  изменениями своего состояния, что  в конечном итоге ведет к выживанию  вида. Преодоление неблагоприятных  воздействий животными возможно двумя способами: 1) путем их избегания, 2) путем приобретения выносливости. Первый способ используют животные, обладающие достаточной подвижностью, благодаря  которой они мигрируют, строят убежища  и т. п.

Требовательность и толерантность  к факторам среды определяет область  географического распространения  особей рассматриваемого вида вне зависимости  от степени постоянства их обитания, т. е. ареал вида.

В основе ответных реакций растений лежит выработка приспособительных  изменений их строения и процессов  жизнедеятельности. При ритмически повторяющихся климатических ситуациях  растения и животные могут приспособиться путем выработки соответствующей  временной организации жизненных  процессов, в результате чего у них  чередуются периоды активного функционирования организма с периодами спячки (ряд животных) или с состоянием покоя (растения).

Изменчивость – одно из главных  свойств живого на различных уровнях  его организации. Для каждого  вида важна изменчивость составляющих его особей. Например, люди отличаются друг от друга ростом, телосложением, цветом глаз и кожи, проявляют различные  способности. Аналогичная внутривидовая  изменчивость присуща всем организмам: слонам, мухам, дубам, воробьям и прочим.

Животные и растения вынуждены  приспосабливаться к множеству  факторов непрерывно изменяющихся условий  жизни. Динамичность экологических  факторов во времени и пространстве зависит от астрономических, гелиоклиматических, геологических процессов, которые выполняют управляющую роль по отношению к живым организмам.

Признаки, способствующие выживанию  организма, постепенно усиливаются  под действием естественного  отбора, пока не будет достигнута максимальная приспособленность к существующим условиям. Приспособление может происходить  на уровне клетки, тканей и даже целого организма, затрагивая форму, размеры, соотношение органов и т. п. Организмы в процессе эволюции и естественного отбора вырабатывают наследственно закрепленные особенности, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в изменившихся экологических условиях, т. е. происходит адаптация.

Адаптация – приспособление организмов (и видов) к среде – фундаментальное  свойство живой природы. Среда обитания любого живого существа, с одной стороны, медленно и неуклонно изменяется на протяжении жизни многих поколений соответствующего биологического вида, а с другой стороны, она предъявляет организму разнообразные требования, меняющиеся в короткие отрезки индивидуальной жизни. Поэтому различают три уровня процесса адаптации.

Генетический уровень. Данный уровень обеспечивает адаптацию и сохранение жизнеспособности вида в поколениях на основе свойства генетической изменчивости.

Глубокие изменения обмена веществ. Приспособление к сезонным и годичным природным циклам осуществляется с помощью глубоких изменений обмена веществ. У животных центральную роль в этих процессах играют нейрогуморальные механизмы, например, подготовка к сезону размножения или к зимней спячке «включается» нервными стимулами, а осуществляется благодаря изменениям в гормональном статусе организма. У растений сезонные и иные долговременные изменения обеспечиваются работой фитогормонов, ростовых факторов.

Быстрые изменения в  ответ на кратковременные отклонения факторов среды. У животных они осуществляются разнообразными нервными механизмами, ведущими к перемене поведения и быстрой обратимой трансформации обмена веществ. У растений примером быстрых изменений являются реакции на смену освещенности.

Адаптивное значение имеют практически  все закономерности, характерные  для живого. В ходе естественного  отбора виды преображаются и все  лучше адаптируются к своим местообитаниям. Например, жирафы постепенно приспособились к поеданию листьев с вершин деревьев. С увеличением приспособленности  организмов к местообитанию скорость их изменения понижается.

В случае отношений «хищник—жертва»  естественный отбор влияет прежде всего на гены, позволяющие наиболее эффективно избегать врага, а у хищников – на гены, повышающие его охотничьи способности. Это справедливо для всех биотических взаимодействий. Организмы, почему-либо утратившие способность к адаптации, обречены на вымирание.

Итак, при перемене условий существования (отклонении значения одного или нескольких экологических факторов за пределы  обычных колебаний) одни виды адаптируются и преобразуются, а другие виды вымирают. Это зависит от ряда обстоятельств. Основное условие адаптации –  выживание и размножение хотя бы нескольких особей в новых условиях, которое связано с генетическим разнообразием генофонда и степенью изменения среды. При более разнообразном  генофонде даже в случае сильных  изменений среды некоторые особи  сумеют выжить, тогда как при малом разнообразии генофонда даже незначительные колебания экологических факторов могут привести к вымиранию вида.

Если изменения условий малозаметны  или происходят постепенно, то большинство  видов может приспособиться и  выжить. Чем резче изменение, тем  большее разнообразие генофонда  необходимо для выживания. В случае катастрофических изменений (например, ядерной войны), возможно, не выживет  ни один вид. Важнейший экологический  принцип гласит: выживание вида обеспечивается его генетическим разнообразием и слабыми колебаниями экологических факторов.

К генетическому разнообразию и изменению среды можно добавить еще один фактор – географическое распространение. Чем шире распространен вид (чем больше ареал вида), тем он генетически более разнообразен и наоборот. Кроме того, при обширном географическом распространении некоторые участки ареала могут быть удалены или изолированы от районов, где нарушались условия существования. На этих участках вид сохраняется, даже если он исчезнет из других мест.

Отбор – это процесс изменения генофонда уже существующего вида. Ни человек, ни современная природа не могут создать новый генофонд или новый вид из ничего, на пустом месте. Меняется лишь то, что уже есть.

 

 

4. Дайте определение популяции.