Экологическое значение пищевых ресурсов

<

061314 0436 1 Экологическое значение пищевых ресурсовПищевые ресурсы — это сами организмы. Автотрофные (фотосинтезирующие и хемосинтезирующие) организмы становятся ресурсами для гетеротрофов, принимая участие в пищевой цепи, где каждый предшествующий потребитель превращается в пищевой ресурс для следующего потребителя.
Питательная ценность растений и животных различна. Важнейшее отличие растительной пищи в том, что растительные клетки окружены стенками, состоящими из целлюлозы, лигнина и других веществ, представляющих собой волокна, неусвояемые многими животными-консументами. Но наличие этих стенок — основная причина высокого содержания углерода в растениях — потенциального источника больших количеств энергии. Эта энергия доступна лишь животным, обладающим целлюлазами, способными расщеплять целлюлозу и лигнин: некоторые бактерии, многие грибы, улитки и др.
Травоядным животным для того, чтобы переварить растительную пищу, необходимо ее тщательно пережевывать (жвачные животные), а птицы перетирают ее в своем мускулистом желудке. Плотоядным же вообще жевать ничего не нужно, так как в мясе жертвы все компоненты, необходимые им для жизни, содержатся в готовом к усвоению виде, поэтому корм можно и целиком заглотнуть.

В пищеварительном тракте травоядных животных, рубце, поселяются микроорганизмы, обладающие способностью разлагать целлюлозу, которые помогают им переварить растительный корм. Кроме того, при разложении растений многие микробы извлекают из них питательные вещества (азот и др.), а уже микробную клетку животному легче усвоить. По этой же причине животные-детритофаги поедают растительный детрит, обильно заселенный микроорганизмами.

Различные ткани и органы растений отличаются по своей питательной ценности. Поэтому мелкие фитофаги (насекомые и др.) специализируются на поедании мелких частей растения, обычно это семена, вегетативные почки и листья.

В отличие от растений состав тела различных фитофагов достаточно однообразен и ничем не отличается от такового плотоядных, т. е. мясо гусеницы, трески, земляных червей, креветок и оленя по содержанию белков, углеводов, жиров, воды и минеральных солей в одном грамме ничем не отличается. Особой сложности в усвоении готовой пищи у плотоядных нет, но их больше заботит, как добывать пищу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40. Экологические пирамиды, их типы. Правило экологической пирамиды

 

Соотношение численности, биомассы или эквивалентной ей энергии живых организмов называется пирамидой численности биомассы или энергии. Длина или площадь пропорциональна числу организмов их биомассе или эквивалентной ей энергии.

С помощью экологических пирамид можно изучать изменения, происходящие в экосистемах, а также взаимоотношения видов. В экологической пирамиде каждый прямоугольник означает определенный трофический уровень. Экологические пирамиды бывают трех типов: 

1) Пирамиды численности — показывают количество особей на каждом уровне. Такие пирамиды удобны тем, что для их создания требуется только подсчет особей. Но неудобство этих пирамид в том, что могут возникать перевернутые пирамиды в цепях паразитов. 

2) Пирамиды биомассы — показывают общую массу особей на каждом уровне на данный период. Такие пирамиды составлять труднее, и они тоже могут быть перевернутыми, т.к. одинаковое количество биомассы разных видов может синтезировать различное количество энергии. 

3) Пирамиды энергии — отображают скорость синтеза энергии на каждом

061314 0436 2 Экологическое значение пищевых ресурсов

 

Рисунок 1 – Экологическая пирамида

 

 

Правило экологической пирамиды — закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66. Особенности роста численности населения с точки зрения популяционной характеристики

 

Всякий раз, когда емкость среды увеличивалась — осваивалась охота, возникало земледелие, скотоводство или заселялись новые территории — численность людей возрастала. Нам известно три глобальных периода повышения численности. Первый — в конце плейстоцена, порожденный освоением охоты на крупных животных и быстрым расселением охотников далеко за пределы ойкумены собирателей, почти по всему земному шару. Второй — около 10 тыс. лет назад, после открытия земледелия, позволившего людям увеличить свою численность в 20 – 30 раз. И третий — связанный с начавшейся несколько столетий назад промышленной революцией. Процесс продолжается и в наши дни. Успехи науки и техники позволили увеличить площадь обрабатываемых земель в два-три раза, а урожайность в семь раз. Население земли увеличилось еще в 20 раз.

Десять тысяч лет назад на Земле было 10 млн. людей, к началу нашей эры их стало 200 млн.; к 1650 г., условному началу промышленной революции,- 500 млн. к XIX в.-1 млрд., в начале XX в.2 млрд. Сейчас нас 5 млрд., и мы увеличиваемся на 2 % в год. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству понадобилось более миллиона лет. Второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий – за 40, четвертый – за 15, пятый – за 10, а шестой и, возможно, седьмой могут быть достигнуты за оставшиеся до начала второго тысячелетия годы. Все это время рост численности строго следовал экспоненте с одними и теми же коэффициентами, т. е. был тем же. Но назвали его «демографическим взрывом» недавно, когда его отрицательные последствия стали очевидны.

Человечество растет на 2 % в год, удваиваясь каждые 35 лет. Производство пищи на Земле растет на 2,3% в год, удваиваясь каждые 30 лет. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи, главного показателя биологической емкости среды. А она увеличивается не сама по себе, ее увеличивает человек, распахивая новые земли, выводя новые, более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты. С каждым годом обеспечивать рост суммарного урожая становится все труднее. Опережающий рост вложений в производство продуктов питания ясно виден из того, что связанное с ним потребление энергии растет на 5 % в год, с временем удвоения 14 лет; потребление воды возрастает на 7%, удваиваясь каждые 10 лет; производство удобрений тоже на 7% в год, а ядохимикатов — даже на 10%. Эти усилия истощают ресурсы, разрушают среду и все более ее загрязняют. Такой рост обеспечивается тем, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа, минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы конечные и невозобновимые.

<

Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени. Если спросить биолога, что будет, когда ресурсы кончатся, он ответит однозначно: разрушится среда обитания, упадет производство пищи (глобальный экологический кризис), а вслед за этим сократится численность до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами. Так было бы с любым видом, Но человек изобретателен, и поэтому утверждать, что численность людей сократится до первобытного уровня, его нельзя. С другой стороны, и расти бесконечно она не может.

Изменение численности людей на Земле в зависимости от биологической емкости среды. Численность начинала расти всякий раз, когда обнаруживался какой-либо способ увеличить биологическую емкость среды — добыть больше пищи. Известно три таких глобальных аффекта: освоение огня и начало охоты на крупных животных), освоение земледелия и скотоводства), возникновение земледелия, основанного на использовании энергии ископаемого топлива .

В устройстве биосферы соблюден простой закон, связывающий размеры потребляющих органическую пищу видов с их численностью. Главную роль в потоках вещества и энергии в биосфере играют мелкие организмы, а крупные — лишь незначительную, вспомогательную. Главные потребители в биосфере — микроскопические бактерии, грибы и простейшие. За ними следуют мелкие животные — черви, моллюски, членистоногие. Доля потребления дикими позвоночными животными (земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) очень низка — лишь около 1 % продукции биосферы. Человек со своими домашними животными и потреблением леса должен входить в эту группу крупных потребителей, т. е. потреблять менее 1 %, и то при этом другие члены его группы будут обречены на вымирание. Современный же человек потребляет (вместе с домашними животными и изъятием леса) 7 % продукции биосферы, т. е. вышел далеко за пределы того, что в биосфере отведено для крупных потребителей. Он нарушил, возмутил биосферную закономерность.

Но биосфера — саморегулирующаяся система, и она стремится вернуть численность людей к дозволенному уровню. А он в 25 раз ниже современного — 200 млн. на всю планету (за счет постоянного и возобновимого источника энергии могут жить 500 млн. чел.). Вымирание нужных человеку животных и растений, падение продуктивности самых ценных для нас экосистем, отторжение от биосферных круговоротов производимых нами загрязнений — все это может быть понято как действие обратной связи, биосферного механизма, стремящегося ограничить численный рост человечества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94 Кислотные дожди: их причины и вредное воздействие на биосферу

 

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт  Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».  Кислотные  дожди, содержащие растворы серной и  азотной  кислот,  наносят  значительный  ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся  их жертвами. На территории России в 2004 г. вместе с осадками  выпало  более  4 млн. т серы и 1,25 млн. т  нитратного  азота.  

Кислотные осадки — один из ощутимых источников загрязнения окружающей среды. Кислотные соединения — преимущественно производные оксидов серы и азота. Они образуются естественным образом во время грозы, при извержении вулканов, в результате жизнедеятельности бактерий. Но все же основной источник оксидов серы и азота — выбрасываемые газы автомобильного транспорта, теплоэлектростанций, плавильных печей и т.п.

Кислотные осадки выпадают либо в виде дождя и снега (мокрые осадки), либо в виде аэрозолей газообразных кислотных соединений, оседающих на почве, листьях растений и т.д. (сухие осадки). Содержимое осадков обычно возвращается в атмосферу, но в другом химическом составе. Кислотные осадки вне зависимости от их природы могут распространяться на сравнительно большие расстояния от их источника.

В 70-х гг. в реках и озерах скандинавских стран  стала  исчезать  рыба, снег в горах окрасился в  серый  цвет,  листва  с  деревьев  раньше  времени устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в  США,  Канаде,  Западной Европе.  В  Германии  пострадало  30%,  а  местами  50%  лесов.  И  все  это происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что  причина всех этих бед — кислотные дожди.

Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных  веществ,  меняется состав почвенных микроорганизмов.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на  больших  площадях.  Кислота  увеличивает  подвижность  в почвах алюминия, который токсичен  для  мелких  корней,  и  это  приводит  к угнетению  листвы  и  хвои,  хрупкости  ветвей.  Особенно  страдают  хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и  поэтому  накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья  желтеют,  у них изреживаются  кроны,  повреждаются  мелкие  корни.  Но  и  у  лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает  листва,  гибнет часть  кроны,  повреждается  кора.  Естественного  возобновления  хвойных  и лиственных лесов не происходит.

 Все  больший  ущерб  кислотные   дожди   наносят   сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется  обмен  веществ в  клетках,   растения   замедляют   рост   и   развитие,   уменьшается   их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Кислотные дожди  не  только  убивают  живую  природу,  но  и  разрушают памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов  кальция  (СаО и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс  (СаSО4).Смена температур, потоки дождя   и  ветер  разрушают  этот  мягкий  материал. Исторические памятники Греции и  Рима,  простояв  тысячелетия,  в  последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба  грозит  и  Тадж-Махалу  — шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне — Тауэру  и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в  Риме  слой  портлендского известняка разъеден на 2,5 см. В  Голландии  статуи  на  соборе  Св.  Иоанна тают,  как  леденцы.  Черными  отложениями  изъеден  королевский  дворец  на площади Дам в Амстердаме.

 

 

 

 

100 Антропогенное воздействие на литосферу

 

Антропогенное воздействие на литосферу проявляется в следующем.

Воздействие на почвы. Почва – один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Основная функция почвы – плодородие. При сборе урожая человек нарушает круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает плодородие. Почва начинает деградировать, т.е. ухудшать свои качества.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы:

  1. эрозия;
  2. загрязнение;
  3. опустынивание;
  4. отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства;

    Эрозия почв

    Эрозия (от лат. разъедание) – разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почв, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество сельхозкультур.

    Ветровая эрозия (дефляция) почв. Это выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Причина – антропогенный фактор (уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер).

    Различает местную (повседневную) ветровую эрозию пыльные бури.

    Водная эрозия почв. Формы водной эрозии: плоскостная, струйчатая, овражная, береговая. Причины – использование тяжелой почвообрабатывающей техники, уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота и др.

    Загрязнение почв. Поверхностные слои почв легко загрязняются, при этом теряется способность почвы к самоочищению.

    Основные загрязнители почв:

  5. пестициды (ядохимикаты);
  6. минеральные удобрения;
  7. отходы и отбросы производства;
  8. газо-дымовые выбросы;
  9. нефть и нефтепродукты.

    Опустынивание – это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижение биологической продуктивности. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га практически на всех континентах. Это ухудшает физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность. «И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание – это его смерть».

    Отчуждение земель – строительство промышленных объектов, городов, поселков, дороги, при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т.д. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

    Воздействие на недра – недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Основное природное богатство недр – минерально-сырьевые ресурсы, т. е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них, а еще источник энергетических запасов (геотермальные). Добыча п. и. с целью их переработки – главная цель пользования недрами.

    Разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом.

    Негативные изменения в окружающей среде при освоении недр:

    Литосфера:

  10. Изменение рельефа
  11. активизация опасных геологических процессов (карст, оползни), оседание горных пород
  12. изменение физических полей (геотемпературного)
  13. химическое загрязнение почв, механическое нарушение почв

    Охрана и рациональное использование недр

  14. Ресурсосбережение: предотвращение потерь при добыче, транспортировки полезных ископаемых, при обогащении и переработке;
  15. Совершенствование технологий при разведке, расчете, добычи с применением ряда правовых и экономических механизмов;
  16. Рекультивация земель;
  17. Правовая охрана: Закон «О недрах», положение о порядке лицензирования пользования недрами, ФЗ РФ «Об охране окружающей среды природной среды» и другие положения.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    144. Основные ступени и блоки системы мониторинга

     

    Экологический мониторинг включает в себя следующие этапы.

  18. Диагностика экологического состояния окружающей среды.
  19. Санитарно-гигиеническая оценка вклада различных источников загрязнения в общую экологическую нагрузку на окружающую среду и оценка ее прогнозируемого состояния.
  20. Выдача практических рекомендаций по оздоровлению окружающей среды.

    На 1 этапе экологического мониторинга используют данные, собранные на земле (сбор образцов, анализ химическими, спектральными, хроматографическими и др. методами), с воздуха (систематические разведывательные полеты на легких самолетах) и из космоса. Данные, характеризующие состояние природной среды, полученные в результате наблюдений или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области человеческой деятельности они используются (с помощью специально выбранных или выработанных критериев). Оценка подразумевает, с одной стороны, определение ущерба от воздействия, с другой — выбор оптимальных условий для человеческой деятельности, определение существующих экологических резервов. При такого рода оценках рассчитываются возможные значения допустимых нагрузок на окружающую природную среду.

    Для оценки результатов необходимо использовать методы математического моделирования, которые позволяют провести расчет полей средних и максимальных концентраций, примесей химических соединений, являющихся основными характеристиками качества атмосферного воздуха, почвы, воды. Оценка вклада различных по интенсивности источников загрязнения, а также отдельных особо токсичных примесей в общий уровень загрязнения проводится путем сравнения максимальных, разовых и среднесуточных их концентраций, повторяемости веществ, превышающих норм ПДК в среднегодовом и суммарном загрязнении окружающей среды.

    Наблюдения за состоянием окружающей природной среды должны включать наблюдения за источниками и факторами воздействия (в том числе источниками загрязнений, излучений и т.п.).

    Таким образом, система мониторингов, необходимая для учета, анализа, оценки и прогноза изменения состояния природной среды на различных уровнях, позволяет принимать меры по достижению и сохранению стабильного равновесного состояния жизненной среды.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Список литературы

     

  21. Конституция РФ: принята на всенародном референдуме 12 декабря 1993 г. // Российская газета. 1993. № 227.
  22. ФЗ «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 №7-ФЗ // СЗ РФ. 2002. №2. Ст. 133.
  23. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учебник для вузов. Изд. 3-е, преработ. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009.
  24. Васильев Н.Г., Кузнецов Е.В., Мороз П.И. Охрана природы с основами экологии: учебник для техникумов. – М.: Экология, 2005.
  25. Войткевич Г. В., Вронский В. А. Основы учения о биосфере: Учебное пособие для вузов. Изд. 3-е, переработ. — Ростов н/Д: Феникс, 2006.
  26. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. – М.: Высшая школа, 2005.

     

     


     

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.94MB/0.00044 sec

WordPress: 23.04MB | MySQL:124 | 1,589sec