Контрольная работа: Екологічне середовище

Контрольная работа: Екологічне середовище

Зміст

1. Поняття та визначення науки екології. Етапи формування науки

2. Керування чисельністю окремих популяцій тваринних організмів. Які заходи проводять державні та громадські організації для збереження видового складу фауни України?

3. Перечислити основні компоненти біосфери та вказати, який саме компонент визначає межі біосфери?

4. Кліматорегулююче значення рослин

5. Ресурсно-сировинне, харчове та кормове призначення тварин

6. Як людство порушує динамічну рівновагу складу атмосфери

1. Поняття та визначення науки екології. Етапи формування науки

Термін “екологія" був вперше вжитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866 р. в двотомній праці, присвяченій морфології організмів. У буквальному розумінні екологія - наука про місцезростання. Часто вживане таке визначення: екологія - наука про взаємодію в живій природі, а детальніше - це наука про взаємодію живих істот між собою і з навколишньою неорганічною природою; про зв’язки в надорганізмових системах, структуру і функціонування цих систем.

Екологія розглядає закономірності процесів та явищ на таких рівнях організації живого в природі, як організмовий, популяційний та угруповань організмів. Велика увага приділяється процесам біологічних кругообігів речовин і енергії, що становлять матеріальну основу біосфери. Екологія вивчає взаємозв’язки організмів і надорганізмових систем із навколишнім середовищем і між собою, узагальнює впливи екологічних факторів на живі організми та їх угруповання, а також вплив останніх на окремі фактори навколишнього середовища.

Предметом вивчення екології є переважно системи, розміщені вище рівня організмів, - популяції й угруповання. Іншими словами, екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й органічної речовини.

Екологія як фундаментальна дисципліна вивчає цілісні комплекси (екосистеми), утворені угрупованнями різної складності разом із взаємодіючим з ними біотопом (місцем зростання). Як функціональна дисципліна екологія вивчає популяції (утворення однорідних і різноякісних особин) і їх сукупності (утворення простих і складних угруповань), внаслідок чого варто обмежити сферу цієї науки популяційним і біоценотичним рівнями організації життя. Вищі рівні організації (ландшафт, біом, біосфера), як вважають більшість вчених, лише частково належать до біологічної галузі, а тому їх не можна відривати від географічних дисциплін.

Специфіка сучасної екології полягає в тому, що вона із суто біологічної науки перетворилася на цілий цикл знань, увібравши в себе розділи географії, геології, хімії, фізики, соціології, теорії культури, економіки й навіть теології (М.Ф. Реймерс). На думку інших вчених, екологія - це соціально-природнича наука; її однаково можна віднести й до біологічної, й до географічної галузей знань і її слід розглядати як цілком самостійну науку, що набула фундаментальності й глобальності.

Об’єкти досліджень науки про довкілля або її галузевих підрозділів - це екосистеми планети та їхні елементи (залежно від рівня досліджень).

Головний предмет досліджень нової екології - взаємозв’язки (їхні особливості і розвиток) живих організмів, їхніх груп різних рангів, живих і неживих компонентів екосистем, а також характер впливу природних і антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому.

Основні завдання науки:

Вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів;

Прогнозування динаміки стану біосфери в часі й просторі;

Розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи, збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання і самооновлення.

Перші ботаніко-географічні повідомлення екологічного характеру пов’язані з такими осередками давньої культури, як Китай, Єгипет, Індія. Вже в працях Геракліта (530-470 рр. до н. е), Гіппократа (460-365 рр. до н. е), Аристотеля (384-322 рр. до н. е), Плінія Старшого (23-79 рр. до н. е) та інших філософів містилися повідомлення екологічного характеру. Наприклад, Арістотель описав понад 500 відомих йому видів тварин, розповів про їх поведінку: міграції та зимову сплячку, будівничу діяльність, паразитизм зозулі, способи самозахисту у каракатиці тощо.

У добу Відродження тривало нагромадження даних про рослинний і тваринний світ. Перші систематики Д. Цезалпін (1519-1603), Д. Рей (1627-1705), Ж. Турнефор (1656-1708) у своїх працях подають відомості екологічного характеру, зокрема, описують залежність поширення рослин від умов їх зростання.

Другий етап розвитку екологічної науки пов’язаний із великомасштабними ботаніко-географічними дослідженнями в природі. Початковий вклад у розвиток цього напряму досліджень залишили систематик рослин і тварин видатний шведський природознавець К. Лінней (1707-1778), російські вчені М. Лепьохін (1740-1802), К.Ф. Рульє (1814-1858), англійський вчений-еволюціоніст Ч. Дарвін (1809-1882).

Третій етап системних екологічних досліджень охоплює кінець ХІХ - першу половину ХХ ст. і пов’язаний з іменами російських вчених В.В. Докучаєва (1846-1903), Г.Ф. Морозова (1867-1920), українських - Г.М. Висоцького (1865-1940), П.С. Погребняка (1900-1970) та ін. розвиток екосистемного аналізу сприяв виникненню вчення про біосферу та ноосферу В.І. Вернадського.

2. Керування чисельністю окремих популяцій тваринних організмів. Які заходи проводять державні та громадські організації для збереження видового складу фауни України?

Під популяцією розуміють сукупність особин одного виду з єдиним генофондом, яка формується в результаті взаємодії потоку генів (схрещування, міграції, запилення, запліднення, поширення зачатків - спор, клітин, насіння, личинок, яєць) та умов довкілля. Популяція - це елементарна одиниця існування виду й та одиниця, з якою "працює" природний добір. Популяції, як і біогеоценози, характеризуються багатьма показниками. З погляду екології, найсуттєвішим є показник мінімальної чисельності популяції, тобто такої чисельності, за якої в популяції ще підтримується необхідний рівень генетичної неоднорідності, завдяки чому вона не вироджується.

Будь-яка популяція залежить не лише від генетичної різноманітності та пов’язаного з нею потоку генів, а й від факторів довкілля.

Основні екологічні фактори, як правило, класифікують за їхньою природою, поділяючи на абіотичні, біотичні та антропогенні.

До абіотичних факторів, тобто безпосередньо не пов’язаних із діяльністю живої речовини, належать: космічні, геліофізичні та геофізичні; кліматичні й метеорологічні, а також катастрофічні природні явища - повені, посухи, пожежі; едафічні (ґрунтові) та гідрологічні.

До біотичних належать фактори, безпосередньо зумовлені різноманітними аспектами діяльності живої речовини, наприклад конкуренція рослин за світло, еміграція та еміграція видів, пристосувальні та еволюційні процеси.

До антропогенних належать фактори, зумовлені діяльністю людини: вирубування лісів, меліорація, зарегулювання річок, хімізація, і т.д. сьогодні розроблено досить складні класифікації антропогенних факторів. Це свідчить, що діяльність людини стала глобальним, планетарним фактором, який надзвичайно потужно впливає на довкілля.

Кількість особин конкретної популяції залежить передусім від стану народжуваності й смертності. Чисельність популяції залишається постійною тоді, коли народжуваність дорівнює смертності. Збільшення народжуваності й зменшення смертності призводить до збільшення популяції, і навпаки.

Для аналізу причин, які зумовлюють співвідношення смертності й народжуваності, в екології часто використовують аналіз кривих виживання популяцій.

За допомогою кривих виживання можна визначати смертність особин різних видів залежно від віку й з’ясовувати, коли така популяція найуразливіша.

Кількісний розвиток популяції контролюється механізмами взаємодії з іншими популяціями (передусім - за принципом зворотного зв’язку) та обмеженістю ресурсів конкретних біотопів.

Є два основних механізми запобігання надмірному розвиткові конкретних популяцій: за принципом зворотного зв’язку "популяція - ресурси середовища"; за моделями біотичних зв’язків - "жертва - хижак", "хазяїн - паразит".

У цілому кількісний розвиток популяцій регулюється взаємодією комплексу як сприятливих, так і несприятливих факторів, що спричиняють коливання чисельності популяції навколо певного середнього значення. Фактори, котрі сприяють зростанню популяції, зумовлені біологічним потенціалом даного виду. Фактори, які протидіють цьому процесові, зумовлені тиском середовища й біологічним тиском із боку інших популяцій.

Чисельність популяції - загальна кількість особин на даній території або в даному об’ємі (води, ґрунту, повітря), які належать до однієї популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності популяцій.

Механізми регулювання відносної стабільності популяцій, передусім це дотримання визначеної щільності популяції шляхом певних впливів:

1) знищують більшу частку особин (або зменшують народжуваність у розрахунку на кожну особину при рості популяцій), і популяція таким чином досягає верхньої межі;

2) знищують меншу частку особин (або збільшують народжуваність на кожну особину) в умовах спаду щільності і таким чином встановлюють нижню межу її коливання.

Видова біорізноманітність - це сукупність усіх видів, що населяють нашу планету, тобто загальний генофонд Землі. Зникнення будь-якого виду - необоротна втрата видової біорізноманітності. протягом усієї історії розвитку біосфери нашої планети простежується тенденція збільшення кількості видів на Землі. Проте в цілому вимирання видів - такий самий природний процес, як і їх утворення.

Стрімкий розвиток цивілізації не прискорив процесів видоутворення, але інтенсифікував процеси вимирання видів. Це відбувається через руйнування місць проживання видів, надмірну економічну експлуатацію окремих видів (масовий відстріл тварин, вирубування комерційно цінних видів дерев тощо) конкуренцію з екзотичними видами "чужих" фаун і флор, екстенсивне нарощування масштабів сільськогосподарської діяльності (передусім вирубування лісів і розорювання під сільськогосподарські угіддя цілинних земель), глобальне техногенне забруднення біосфери.

В Україні першу червону книгу випущено в 1980 р., а через два роки ухвалено

Закон про Червону книгу України, який закріпив її в статуті державного документа. В 1994 р. і 1996 р. Червону книгу України було перевидано вже у двох томах. Кількість видів, які в нашій країні опинилися перед загрозою зникнення, стрімко зростає.

Збереження біорізноманітності - це складна, комплексна проблема. Вона пов’язана з цілою системою юридичних, наукових, організаційних, фінансових, етичних, виховних заходів, охоплює біорізноманітність на всіх її рівнях. Проте є й система специфічних заходів захисту. Це, передусім, заповідна справа та біоконсервація.

В Україні 15 таких заповідних територій. Проте навіть розвинена мережа заповідних територій не зможе забезпечити збереження біорізноманітності, якщо не припиниться глобальний вплив на біоту антропогенного забруднення.

Наприклад у Карпатському біосферному заповіднику через кислотні дощі дедалі скорочується популяції лишайників, занесених до Червоної книги.

Біоконсервація належить до галузі новітніх напрямів біоекології. Це система заходів, спрямованих на збереження генетичної й видової різноманітності шляхом збереження популяційних і видових генотипів окремих особин поза природними місцями проживання - в зоопарках.

3. Перечислити основні компоненти біосфери та вказати, який саме компонент визначає межі біосфери?

Біосфера - це оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, населені живими організмами. Верхня межа біосфери має озоновий екран, що затримує більшу частину згубних для живих істот ультрафіолетових променів, а нижня - тепловий бар’єр.

Біосфера - сфера існування живих організмів, які заселяють води, повітря літосфери і нижні шари атмосфери. Біосфера поділена на дві частини: фітосферу і ноосферу.

Простір нашої планети, в якому існує й "працює" жива речовина, називають біосферою.

Біосфера охоплює три геологічні сфери - частини атмосфери й літосфери та всю гідросферу. Межі біосфери визначаються межами поширення й активної роботи живої речовини.

Верхня межа біосфери в атмосфері, на думку одних учених, проходить на висоті вершин Гімалаїв (10 км над рівнем моря), на думку інших, - досягає нижніх шарів стратосфери (30 км), де ще трапляються в досить великій кількості спори й навіть клітини бактерій, грибів і деяких водоростей, що активно вегетують. Іноді верхньою межею біосфери вважають озоновий шар (25-30 км над поверхнею планети), вище від якого живе зазвичай гине під дією космічних випромінювань.

Межа біосфери в літосфері також чітко не окреслена. Починаючи з глибини 0,5-5 м від земної поверхні кількість живої речовини зменшується в логарифмічній послідовності. На глибинах понад 10 м породи, як правило, вже стерильні. Та навіть у товщі стерильної породи іноді трапляються острівці життя. Найбільші глибини, де знайдено живу речовину, − 2-3 км. У нафтових родовищах на цих глибинах виявлено свою, "нафтову", мікрофлору. Нафта залягає також і на значно більших глибинах - до 5-7 км. Припускають, що й у таких глибинних родовищах можна знайти "нафтові" бактерії. Деякі дослідники нижньою межею біосфери вважають глибини, на яких температура літосфери починає перевищувати 100 0 С: близько 10 км на рівнинах і 7-8 км у горах.

Межі біосфери у гідросфері окреслені чітко: біосфера охоплює всю гідросферу, в тому числі найбільші океанічні западини до 11 км, де існує значна кількість глибоководних видів.

Таким чином, потужність біосфери за вертикаллю в океанах охоплює всю товщу води і незначну донну плівку життя, а на континентах - тонкий надземний і потужний підземний шар. Уся земна поверхня нашої планети належить до біосфери, виключаючи, можливо, окремі високогірні ділянки, вкриті льодовиками, та безводні пустелі.

4. Кліматорегулююче значення рослин

Як зазначено вище, клімат є головним фактором, який визначає характер рослинності - автографного блоку екологічних систем. Водночас росини також певною мірою впливають на клімат. Як клімат, так і рослинність визначають процеси ґрунтоутворення і склад тваринного світу, який населяє дану місцевість. Про це свідчать дані таких наук, як біогеографія чи зоогеографія.

Життєві форми наземних рослин, пристосованих до конкретного кліматичного режиму, часто мають подібну морфологію і характер росту. Наприклад, для тропічного дощового лісу типовими є ліани, епіфіти і види з широкою листовою пластинкою. Вічнозелені хвойні домінують у дуже холодних районах північних широтах або високогір’їв, а дрібні морозостійкі тундрові види займають ще вищі широти і висоти.

Райони середніх широт з помірною кількістю опадів звичайно вкриті лісами із широколистяних листопадних порід, тоді як жорстоко листяні (склерофітні) вічнозелені чагарники або, як їх часто називають, чапараль, трапляються в районах із зимовими дощами і відчутним дефіцитом вологи протягом весни, літа і осені (Іспанія, Італія, США (Каліфорнія), Австралія).

В областях зі сталим кліматом, як правило, трапляється менше життєвих форм рослин, ніж в районах, де він менш сталий. У цілому клімат і рослинність добре відповідають одне одному, недарма кліматологи деколи використовують характер рослинності як найкращий показник клімату. Наприклад, дощові ліси відомі в тропіках і субтропіках. Листопадні ліси ростуть в умовах помірного і більш сухого клімату. Рослинність саван і прерій характеризує напівпосушливі області, а рослинність пустель - надто сухі.

Рослинні організми регулюють мікроклімат. Розміщуючись паралельно або перпендикулярно сонячному промінню, організми (або окремі їх частини, наприклад, листки) можуть зменшувати ту загальну кількість сонячної енергії, яка на них в дійсності потрапляє. В полудень листя яскраво освітлених крон дерев часто опускається, тоді як листя затіненого підліску звичайно підставляє сонячному промінню всю свою поверхню.

5. Ресурсно-сировинне, харчове та кормове призначення тварин

Рослини поглинають енергію Сонця. Ця енергія циркулює в системі, яку ми називаємо біотою й можемо зобразити у вигляді багатосхідчастої піраміди. Нижня сходинка - грунт. Сходинка, на якій розташовуються рослини, спирається на грунт; сходинка, на якій розміщуються комахи, - на рослини; птахи й гризуни - на комах, і так далі, через різні групи тварин, до вершини, на якій перебувають великі хижаки.

Види, що становлять одну сходину, об’єднуються не походженням чи зовнішньою схожістю, а типом їжі… Лінії залежності, які відображають передавання енергії, що міститься в їжі, від її первинного джерела (рослини) через низку організмів, кожен з яких поїдає попереднього й з’їдається наступним, називається ланцюгом живлення… Земля, таким чином, - це не просто грунт, а джерело енергії, що циркулює в системі, яка складається з грунту, рослин і тварин. Ланцюги живлення - це живі канали, що подають енергію вгору, а смерть і тління повертають її в грунт. Система не замкнена - частина енергії втрачається в процесі тління, частина додається поглинанням із повітря, частина накопичується в ґрунті, торфі і лісах-довгожителях, але це система, яка діє постійно, своєрідний фонд життя, що повільно нагромаджується й перебуває в постійному обізі.

Живлення (споживання, корм) - важливий екологічний фактор, від якості і кількості якого залежить плодючість, тривалість життя, розвиток і смертність організмів.

Якщо розглядати організми як кормовий ресурс, то можна виділити три шляхи формування ланцюгів живлення:

Перший - деструкція, внаслідок якої тіла або частини тіл організмів відмирають і разом з рештками життєдіяльності і секреторними продуктами стають кормовим ресурсом для " деструкторів " (бактерій, грибів і тварин - детритофогів). Деструктори - це групи живих організмів, які не в змозі використовувати інші організми, поки вони живі. Детрит - це органічний мул і напівзруйновані рештки організмів, які перебувають у верхніх шарах грунту, а також у водному середовищі.

Другий - паразитизм, коли організм використовує в якості кормового ресурсу інший організм ще при житті. Приклад паразитів - тля, яка висмоктує сік із флоеми листя дерев, і гриби - облігатні паразити рослин.

Третій - органофагія, хижацтво. При цьому кормовий організм (або його частина) поїдається (кролик, якого з’їла лисиця; жолудь, що з‘їла білка, тощо).

У тварин розрізняють не вибіркове і вибіркове споживання їжі. Не вибіркове споживання властиве багатьом безхребетним тваринам, китам і деяким рибам. Вибіркове споживання є основним способом живлення для частини безхребетних і більшості хребетних тварин.

Для підтримання життєдіяльності, росту, розвитку і розмноження тварин необхідний певний калорійний режим зі збалансованим якісним складом, тобто визначені кількість білків, жирів, вуглеводів, а також мінеральних солей, вітамінів і мікроелементів. Вимоги до корму змінюються залежно від стану організму, пори року і погодних умов. Враховуючи на улюблений, замінний і випадковий, а за іншою класифікацією - на незамінний і взаємозамінний.

Страницы: 1, 2