Шпаргалка: Экология
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
ЭкологияПредмет и задачи экологии.Существование человека неразрывно связано с определенными условиями среды (температура, влажность, состав воздуха, качество воды, состав пищи и другие). Эти требования вырабатывались в течение многих тысячелетий существования человека. Понятно, что при резком изменении этих факторов или отклонении от нормы, требуемой организму, возможны нарушение обмена веществ и как крайний случай - несовместимость с жизнью человека. Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействие человека. Все это и является предметом экологии. Термин "экология" предложен в 1869 г. Э. Геккелем (немецкий естествоиспытатель). От греческого "ойкос" -дом, "логос" - наука. Как научная дисциплина экология имеет более чем вековую историю. Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г. Основы экологии можно найти в научных трудах ученых прошлого века (Гумбольт, Ламарк, Северцев и др.). В развитие экологии значительный вклад внесли русские ученые Вавилов, Сукачев, Павловский, Шварц, Колесников и др. Особая заслуга принадлежит В. И. Вернадскому. В современном понимании экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Кроме того экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования. Выделяют экологию человека, животных, растений и микроорганизмов. В свою очередь эти группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве или атмосфере, в земных условиях или космических. Живые организмы обитают в условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных, измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно учитывать загрязненность или незагрязненность среды. Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология), использует их методы и термины. В связи с этим появились в последние годы понятия "географическая экология", "химическая экология", "математическая экология", "космическая экология", и "экология человека". Взаимоотношениями человека и машины в условиях промышленных предприятий занимается охрана труда. Задачи экологии как учебной дисциплины в техническом вузе гораздо уже. В процессе профессиональной деятельности будущий специалист инженер неизбежно будет влиять на окружающую среду и живущие в ней живые организмы. Следовательно, от того, насколько он понимает и владеет законами природы и ее структурой, будет зависеть устранение негативных последствий производства, в котором он работает. Таким образом , задачи экологии применительно к деятельности инженера промышленного производства или проектно-конструкторского предприятия могут быть следующие: Оптимизация технологических, и конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде. Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий действующих и проектируемых предприятий на окружающую среду. Своевременное выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде. Создание систем переработки отходов промышленности. Учение Вернадского о биосфере.Перед современным обществом стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является учение о биосфере Земли. Биосфера (био - жизнь) - часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих поверхность суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу. Таким образом, биосфера включает в себя: 1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы). 2) Тропосфера (нижний слой атмосферы). 3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.). 4) Литосфера (верхняя часть земной коры). Возраст биосферы приблизительно 4млрд. лет. Термин "биосфера" введен в 1875 г. австрийским геологом Зюссом. Основоположник современного учения - русский ученый Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945 гг.). Суть этого учения: биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов. Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы. Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов. Нижняя часть биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница - озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина - несколько мм. Основой органической жизни является углерод (С). Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из  и  под действием солнечного света. В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд. тонн органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой.Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии. Вернадский выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей: 1) Живое вещество - живые организмы. Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.). 3) Косное вещество - горные породы (минералы, глины...). 4) Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). 5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.). 6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии. 7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны. Живое вещество - это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере. Таблица биомассы организмов Земли.
Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов , из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых). В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа : Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет). Биотехносфера Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество - это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника - это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос - каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем , какими средствами избежать необратимых последствий в природе. Предотвратить изменения невозможно. Очевидно , что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так , чтобы они были взаимовыгодны. 3) Ноосфера - сфера разума. Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни. Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может. Его существование - есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет. Классификация экологических факторов.С экологических позиций среда - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых ли косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов. Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями. Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории: 1) Факторы неживой природы (абиотические) 2) Факторы живой природы (биотические) Абиотические: • климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха) • почвенные ( состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость) • орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона) • химические (составы газового воздуха , солевой состав воды, кислотность) Биотические: • фитогенные (растения) • зоогенные (животные) • микробиогенные (вирусы, бактерии) • антропогенные (деятельность человека). Абиотические факторы наземной среды. 1) Лучистая энергия солнца. Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза). Количество энергии у поверхности Земли -21*10   кДж (солнечная постоянная) - на экваторе. Уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза. Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня, прозрачности атмосферного воздуха (чем больше пыли, тем меньше солнечной энергии). На основе радиационного режима выделяют климатические пояса (тундра, леса, пустыни и т. д.) (солнечная радиация).2) Освещение. Определяется годовой суммарной солнечной радиацией, географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т. д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются на: • светолюбивые - растения открытых, хорошо освещаемых мест. • тенелюбивые - нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник). • тепловыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение. Легко подстраиваются под световой режим. Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз. У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная. У постоянных обитателей пещер может отсутствовать. Гремучие змеи видят ИК часть спектра, поэтому охотятся ночью. 3) Температура: Один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы. Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях. Особенно заметное влияние оказывает t  на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение. Например, у картофеля максимальная продуктивность фотосинтеза при +20°С, а при t = 48°С полностью прекращается.В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся: • Организмы, t  тела= t  окр. среды, т.е. меняется в зависимости от t  окр. среды, нет механизма терморегуляции (эффективного) (растения, рыбы, рептилии...). Растения понижают t  за счет интенсивного испарения, при достаточном снабжении водой в пустыне - уменьшается t  листьев на 15°С.• Организмы с постоянной t  тела (млекопитающие, птицы), более высокий уровень обмена веществ. Существует теплоизоляционный слой (мех, перья, жир), t  =36-40°C.• Организмы с постоянной t  (еж, барсук, медведь), период активности - const t  тела, зимняя спячка -значительно уменьшается (низкие потери энергии).Также выделяют организмы, способные переносить колебания t0 в широких пределах (лишайники, млекопитающие, северные птицы) и организмы, существующие только при определенных t0 (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов). 4) Влажность атмосферного воздуха. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50  всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от t  воздуха.5) Атмосферные осадки. Это дождь, снег, град и т.д. Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде. В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, т.к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: t  воздуха, движение воздуха, рельеф.Существуют следующие зоны в распределении осадков по земной поверхности: • Влажная экваториальная. Осадков более 2000 мм/год, например, бассейны рек Амазонка, Конго. Максимальное количество осадков - 11684 мм/год - о. Кауан (Гавайские о-ва), 350 дней в году дождь. Здесь располагаются влажные экваториальные леса - самый богатый тип растительности (более 50 тысяч видов). • Сухая зона тропического пояса. Осадков менее 200 мм/год. Пустыня Сахара и т.д. Минимальное количество осадков - 0,8 мм/год -пустыня Атакама (Чили, Южная Америка). • Влажная зона умеренных широт. Осадков более 500 мм/год. Лесная зона Европы и Северная Америка, Сибирь. • Полярная область. Незначительное количество осадков до 250 мм/год (низкая t  воздуха, низкое испарение). Арктические пустыни с бедной растительностью.6) Газовый состав атмосферы. Состав ее практически постоянен и включает: N  -78%, 0  -20,9%, СО  , аргон и другие газы, частицы воды, пыль.7) Движение воздушных масс (ветер). Максимальная скорость ветра примерно 400 км/час -ураган (штат Нью-Гемпшир, США). Ветровой напор - направление ветра в сторону меньшего давления. Ветер переносит примеси в атмосфере. 8) Давление атмосферы. 760 мм ртутного столба или 10  кПа.Абиотические факторы почвенного покрова. Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой. Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы. Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух- О  , СО  ), растения, животные, микроорганизмы, гумус.Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах. 1 см почвы образуется примерно за 100 лет. Типы почв: 1. Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %) 2. Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %). 3. Черноземы (степь, гумус до 10 %). 4. Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%). 5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%). Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %). Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения. Физические свойства: 1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра. 2. Плотность. 3. Теплоемкость, теплопроводность. 4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины - влагопроницаемость). 5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы). Химические свойства: 1. Химический состав: до 50 % SiO  - кремнеземдо 25 % Al  O  - глиноземдо 10 %- оксиды Fe остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д. 2. Кислотность 3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.) Влияние кислотности на растения: • Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи • Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений • На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь...) • Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная) Абиотические факторы водной среды. Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь - 1350 млн. кв. км -океаны, 35 млн. кв. км - пресные воды. Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов. Физические свойства: 1. Плотность. Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер. Плотность воды та...
|
|
Простая ссылка на эту работу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:
|
Добавлено: 2010.10.21 Просмотров: 976 |
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
