 Антропогенные факторы – это совокупность различных воздействий человека на неживую и живую природу. Действие человека в природе огромно и чрезвычайно многообразно. Воздействие человека может быть прямым и косвенным . Наиболее очевидное проявление антропогенного влияния на биосферу – загрязнение окружающей среды.

Влияние антропогенного фактора в природе может быть как сознательным , так и случайным, или неосознанным .

К сознательным относятся - распашка целинных земель, создание агроценозов (сельскохозяйственных угодий), расселение животных, загрязнение среды.

К случайным относятся воздействия, происходящие в природе под влиянием человеческой деятельности, но не были заранее предусмотрены и запланированы им - распространение различных вредителей, случайный завоз организмов, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями (осушение болот, постройка плотин и т.д.).

Предложены и другие классификации антропогенных факторов: изменяющиеся закономерно, периодически и изменяющиеся без каких-либо закономерностей.

Существуют и другие подходы к классификации экологических факторов:

по очередности (первичный и вторичный);

по времени (эволюционный и исторический);

по происхождению (космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно- антропогенный);

по среде возникновения (атмосферный, водный, геоморфологический, эдафический, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный);

по степени воздействия (летальный - приводящий живой организм к гибели, экстремальный, лимитирующий, беспокоящий, мутагенный, тератогенный – приводящий к уродствам в ходе индивидуального развития).

Популяция Л-3

Термин «популяция» был впервые введен в 1903 г. Йогансеном.

Популяция - это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Популяция - это совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и занимает определенную территорию.

Вид - это сложная биологическая система, состоящая из группировок организмов- популяций.

Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве. Функции популяции – рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях.

В зависимости от размеров занимаемой территории выделяют три типа популяций :

элементарные (микропопуляция) - это совокупность особей вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади. В состав входят генетически однородные особи;

экологические - формируется как совокупность элементарных популяций. В основном это внутривидовые группировки, слабо изолированные от других экологических популяций. Выявление свойств отдельных экологических популяций является важной задачей в познании свойств вида в определении его роли в том или ином местообитании;

географические - охватывают группу особей, населяющих территорию с географически однородными условиями существования. Географические популяции занимают сравнительно большую территорию, довольно разграничены и относительно изолированы. Они отличаются плодовитостью, размерами особей, рядом экологических, физиологических, поведенческих и др. особенностей.

Популяция обладает биологическими особенностями (свойственными всем составляющим ее организмам) и групповыми особенностями (служат уникальными характеристиками группы).

К биологическим особенностям относится наличие жизненного цикла популяции, ее способность к росту, дифференцировке и самоподдержанию.

К групповым особенностям относят рождаемость, смертность, возрастную, половую структуру популяции и генетическую приспособляемость (эта группа признаков относится только к популяции).

Различают следующие типы пространственного распределения особей в популяциях:

1. равномерный (регулярный) - характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которым начинается взаимное угнетение,

2. диффузный (случайный) - встречается в природе чаще- особи распределены в пространстве неравномерно, случайно,

агрегированный (групповой, мозаичный) – выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно большие незаселенные территории.

Популяция является элементарной единицей эволюционного процесса, а вид есть его качественный этап. Важнейшими являются количественные характеристики.

Выделяют две группы количественных показателей :

статические – характеризуют состояние популяции на данном этапе;

динамические – характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени.

К статистическим показателям популяций относятся:

численность,

плотность,

показатели структуры.

Численность популяции - это общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Численность никогда не бывает постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объема.

Различают :

среднюю плотность - это численность или биомасса на единицу всего пространства;

удельная или экологическая плотность - численность или биомасса на единицу обитаемого пространства.

Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа является их толерантность к факторам (условиям) среды. Толерантность у разных особей и к разным частям спектра разная, поэтому толерантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей.

Динамика популяции – это процессы изменений ее основных биологических показателей во времени.

Основными динамическими показателями (характеристиками) популяций являются:

рождаемость,

смертность,

скорость роста популяции.

Рождаемость - способность популяции к увеличению численности за счет размножения.

Различают следующие виды рождаемости:

максимальная;

экологическая.

Максимальная, или абсолютная, физиологическая рождаемость - появление теоретически максимально возможного количества новых особей в индивидуальных условиях, т. е. при отсутствии лимитирующих факторов. Этот показатель - постоянная величина для данной популяции.

Экологическая, или реализуемая, рождаемость обозначает увеличение популяции при фактических, или специфических, условиях среды, Она зависит от состава, размера популяции и фактических условий среды.

Смертность - характеризует гибель особей популяций за определенный период времени.

Различают:

специфическую смертность - число смертей по отношению к числу особей, составляющих популяцию;

экологическую или реализуемую, смертность – гибель особей в конкретных условиях среды (величина непостоянная, изменяется в зависимости от состояния природной среды и состояния популяции).

Любая популяция способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды абиотического и биотического происхождения.

Эта динамика описывается уравнением А. Лотки : d N / d t ≈ r N

N – численность особей; t - время; r - биотический потенциал

Антропогенные факторы - разнообразные формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.

Человек стал оказывать влияние на окружающую его природную среду с тех пор, как перешел от собирательства к охоте и земледелию. Результатом охоты явилось исчезновение ряда видов крупных млекопитающих и птиц (мамонтов, бизонов, морских коров и др.) Многие виды стали редкими и находятся на грани исчезновения. Развитие земледелия приводило к освоению все новых территорий для выращивания культурных растений. Леса и другие естественные биоценозы замещались агроценозами - бедными по видовому составу плантациями сельскохозяйственных культур.

С середины XIX в, все большее значение начинают приобретать воздействия на природу, связанные с развитием промышленности, сопровождающимися изменениями ландшафта вследствие добычи полезных ископаемых и поступлением в окружающую среду загрязняющих веществ.

Загрязнение - это привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее веществ или превышение естественного уровня этих веществ в среде. Можно сказать также, что загрязнение - это нежелательное изменение физических, химических или биологических характеристик воздуха, земли и воды, которое может сейчас или в будущем оказывать неблагоприятное влияние на жизнь самого человека, нужных ему растений и животных, на разного рода производственные процессы и условия жизни.

Влияния производственной деятельности человека на окружающую его среду

Влияние на атмосферу

Основными источниками загрязнения атмосферы служат автомобили и промышленные предприятия. По оценкам ученых, ежегодно в атмосферный воздух поступает более 200 млн. т оксида и диоксида углерода, 150 млн. т сернистого газа, более 50 млн. т оксидов азота, примерно столько же углеводородов. Кроме того, в атмосферу выбрасывается большое количество мелкодисперсных частиц, образующих так называемый атмосферный аэрозоль (от 200 до 400 млн. т ежегодно). За счет сжигания угля в энергетических установках в окружающую среду поступают ртуть, мышьяк, уран, кадмий, свинец и другие элементы в количествах, превышающих возможности вовлечения их в естественный круговорот веществ. Работа автотранспорта и экологически грязных предприятий в промышленных центрах приводит к тому, что воздух над ними содержит в 150 раз больше пыли, чем над океаном, и простирается на высоту 1,5-2 км, задерживая значительную (от 20 до 50 %) часть солнечных лучей. Следует учитывать при этом, что часть газов, выделяемых автомобилями (СО, СО 2 и др.), тяжелее воздуха и скапливается у поверхности земли.

Необходимо особо остановиться на последствиях увеличения концентрации СО 2 в атмосфере. В результате непрерывно возрастающего сжигания органического топлива за последние 100 лет содержание СО 2 возросло на 10 %. СО 2 препятствует тепловому излучению в космическое пространство, создавая так называемый "парниковый эффект". По расчетам ученых, дальнейшее повышение концентрации СО 2 в атмосфере создаст условия для повышения планетарной температуры, отступления границы полярных льдов к северу и повышению уровня Мирового океана.

В сельской местности загрязнителями воздуха являются аммиак, сероводород и пестициды.

Влияние на гидросферу

Воды Земли находятся в непрерывном движении. Круговорот воды связывает воедино все части гидросферы, образуя единую систему: океан - атмосфера - суша. Для жизни человека, промышленности и сельского хозяйства наибольшее значение имеют пресные воды рек вследствие их легкодоступности и возобновляемости.

Основная причина загрязнения водных бассейнов - сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными и коммунальными предприятиями. С сельскохозяйственных угодий смываются и попадают в реки минеральные удобрения и ядохимикаты. К традиционным минеральным, органическим и бактериальным загрязнителям водоемов в последние десятилетия добавились все возрастающие количества поверхностно-активных синтетических веществ, входящих в состав моющих средств и нефтепродуктов. На обезвреживание сточных вод расходуется более 10 % общего стока рек земного шара.

Загрязнение служит причиной ухудшения качества питьевой воды и причиной гибели нерестилищ ценной промысловой рыбы.

Возрастает уровень загрязненности вод Мирового океана. С речным стоком, из атмосферы с дождем, при промывании нефтяных танкеров, при добыче нефти на океанском шельфе в воду попадает огромное количество свинца (до 50 тыс. т), нефти (до 10 млн. т), ртути, пестицидов, бытовых отходов и т. д. Это приводит к гибели многих организмов, особенно в прибрежной зоне и в районах традиционных маршрутов морских судов. Особенно вредное воздействие на морских обитателей оказывает нефть. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов не только отравляют живые организмы, обитающие в поверхностном слое, но и уменьшают насыщенность воды кислородом. В результате замедляется размножение планктона - первого звена пищевой цепи в морях и океанах. Многокилометровые нефтяные пленки на поверхности воды уменьшают ее испарение и тем самым нарушают водообмен между океаном и сушей.

Влияние на почву

Плодородный слой почвы в природных условиях формируется очень долго. В тоже время с громадных площадей, занятых сельскохозяйственными культурами, ежегодно изымаются десятки миллионов тонн азота, калия, фосфора - главных компонентов питания растений. Истощения почв не наступает только потому, что в культурном земледелии на поля ежегодно вносятся органические и минеральные удобрения. Сохранению плодородия почвы способствуют и севообороты, направленные на создание условий для накопления в почве азота (посевы бобовых) и затрудняющие размножение вредителей культурных растений. Неблагоприятные изменения в почве наступают при посеве одних и тех же культур в течение длительного времени, засолении при искусственном орошении, заболачивании при неправильной мелиорации.

Чрезмерное применение химических средств защиты растений от вредителей и болезней, применение гербицидов приводят к загрязнению почвы соединениями, которые благодаря своему синтетическому происхождению и токсичности очень медленно обезвреживаются микробным и грибным населением почвы. В последнее время многие страны отказываются от применения синтетических сильнодействующих препаратов и переходят на биологические способы защиты растений и животных.

К числу антропогенных изменений почвы относится эрозия. Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова потоками воды или ветром. Особенно разрушительна водная эрозия. Она развивается на склонах при неправильной обработке земли. С талыми и дождевыми водами в промоины и овраги с полей уносятся миллионы тонн почвы.

Радиоактивное загрязнение биосферы

Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 г. после взрыва атомных бомб, сброшенных американцами на японские города Хиросиму и Нагасаки. До 1962 г. все ядерные державы производили испытания ядерного оружия в атмосфере, что вызвало глобальное радиоактивное загрязнение. Большую опасность представляют собой аварии на атомных электростанциях, в реузльтате которых обширные территории загрязняются радиоактивными изотопами, имеющими длительный период полураспада. Особенно опасны стронций-90 вследствие своей близости к кальцию и цезий-137, сходный с калием. Накапливаясь в костях и мышцах пораженных организмов, они служат источником длительного радиоактивного облучения тканей.

Несмотря на то, что человечество составляет незначительную часть биомассы нашей планеты, деятельность его грандиозна. Она стала одной из самых главных сил, изменяющих процессы в биосфере.

На наших глазах осуществляется переход от эволюции, которая управляется стихийными биологическими факторами (период биогенеза), к эволюции, управляемой человеческим сознанием - к периоду ноогенеза, периоду сознательного управления биосферой на основе совершенной техники.

Новое состояние биосферы, при котором трудовая деятельность оказалась очень значительной, В. И. Вернадский назвал ноосферой, как своеобразное новое геологическое явление на нашей планете, новый этап развития биосферы, когда впервые человечество становится наибольшей природной силой. Высокие темпы развития индустрии обусловили необходимость охраны ресурсов природы.

Природоохранная деятельность человека

Охрана неживой природы и среды

Для защиты водных источников среды обязательным условием при строительстве предприятий стало возведение сооружений по обезвреживанию и очистке сточных вод. Стали совершенствоваться технологические циклы, требующие большого количества воды. Все шире применяются системы с многооборотным либо замкнутым циклом использования одного и того же объема воды. Разрабатываются безотходные технологии, проводятся работы по разумному регулированию численности водрослей в водоемах, вызывающих "цветение воды", которое значительно ухудшает ее качество.

Наиболее эффективными мероприятиями являются такие, которые ликвидируют причины массового развития водорослей - тщательная очистка дна будущего моря от органических остатков (деревьев, кустарников, гумусового слоя почвы), ограничение вымывания удобрений с полек и попадания их в водоем, уменьшение притока питательных минеральных солей с бытовыми стоками и промышленными сточными водами (в первую очередь фосфора, азота) и других элементов, вызывающих эвтрофирование водоемов и водотоков, т. е. обогащение их питательными минеральными элементами.

Для охраны воздушной среды от значительного количества примесей (химических и механических), выбрасываемых промышенными предприятиями, используются системы химических, механических и электростатических очистительных сооружений и фильтров.

Охрана животного мира

Чрезмерная охота и разрушение человеком естественной среды привели к тому, что значительное количество животных (особенно промысловых) и растений стали редкими и даже вымирающими. В течение последних 200 лет с лица Земли исчезло свыше 150 видов животных, причем это произошло при непосредственном участии человека. Среди видов, утраченных навсегда, безусловно, были ценные в хозяйственном отношении: туры, тарпаны (дикие европейские лошади), морская (стеллерова) корова, бескрылая гагарка, странствующий голубь и др. Человечество утратило многих представителей животного мира для селекционно-генетической работы с ними, значительную часть генетического фонда для современного животноводства. Во многих случаях только скрещивание диких и домашних животных позволяет повысить продуктивность последних, несмотря на то, что они находятся под постоянной опекой человека, в несравненно лучших условиях выращивания.

Численность некоторых видов животных и растений настолько уменьшилась, что возникла угроза их дальнейшему существованию. В настоящее время на нашей планете к этой категории принадлежит около тысячи видов животных. В связи с этим создана "Красная книга" , в которую занесены самые ценные виды, которые находятся под угрозой уничтожения или вымирания и поэтому требуют тщательной охраны.

Животный мир самостоятельно и довольно эффективно регулирует численность отдельных видов. Вмешательство человека, не всегда продуманное, мешает этому. Еще не так давно уничтожали хищных птиц, животных. В Норвегии в свое время почти полностью истребили ястребов (врагов белых куропаток), но численность куропаток все равно не увеличилась; уничтожение воробьев в Китае не дало ожидаемых положительных результатов. Регулярный отстрел волков во многих охотничьих хозяйствах нашей страны привел, как ни странно, к уменьшению количества диких копытных - лосей, оленей за счет болезней и ослабления потомства. Небольшое же количество волков исполняло функцию санитаров, уничтожая в первую очередь больных и ослабленных животных, вследствие чего происходило эффективное биологическое бракование нежелательных в генетическом отношении экземпляров.

Для контроля за сохранением экологической ситуации от дальнейшего разрушения, за продолжение в биосфере сформированного при эволюции стойкого круговорота веществ, обеспечивающего гармоничное взаимодействие и самообновление ее важнейших элементов, на 16-й сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО в октябре 1970 г. был создан Международный координационный комитет по осуществлению новой долгосрочной программы "Человек и биосфера".

Основной задачей программы стало сохранение ценностей экосистем путем глубокого изучения основных законово взаимодействия природы и общества. Программа включает 14 проектов, охватывающих различные аспекты охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов биосферы, а также борьбу с ее загрязнением.

В проектах программы сосредоточено внимание на селекции новых высокопродуктивных растений и животных с целью ликвидации дефицита пищевого белка, применения удобрений и мелиорации, борьбы с вредителями и болезнями; более совершенного изучения замены естественных экосистем искусственно созданными и оценки будущей деятельности таких систем. Тщательно исследуются продуктивность разных биоценозов, перспективы и последствия возможного перенаселения планеты, перспективы развития городов, промышленных, гидротехнических сооружений и т. д. Особое внимание обращено на необходимость преподавания наук об окружающей среде в школах и вузах с целью глубокого осознания актуальности этой проблемы общественностью.

В рамках одного из проектов программы "Человек и биосфера" выполняется создание биосферных заповедников. Специалисты ООН предложили для биосферных заповедников концепцию зонирования, которая заключается в создании трёх специальных зон: ядро, буферная зона и переходная зона, или зона сотрудничества с местным населением. В 1974 году в США был основан первый биологический заповедник, основной деятельностью которого было проведение долгосрочных исследований.

В нашей стране заповедники имеются почти в каждой природной зоне, что дает возможность сохранять характерные для данной зоны животные и растения. В ранг биосферных в нашей стране XX сессия Генеральной Конференции ЮНЕСКО отнесла семь заповедников: Березинский, Приокско-Террасный, Центрально-Черноземный, Кавказский, Репетекский, Сары-Челекский, Сихотэ-Аллнский, а с 1985 г. - два заповедника и на территории Украины - Асканию-Нова и Черноморский. Крупнейшими и наиболее известными заповедниками, кроме перечисленных биосферных, являются: Алтайский, Астраханский, Баргузинский, Дарвинский, Ильменский, Супутинский, Тебердинский (РСФСР); Карпатский, Полесский (УССР); Березинский (БССР); Алма-Атинский (КазССР); Иссык-Кульский (КиргССР); Боржомский, Понтинский (ГССР) и др. Кроме того, имеются многочисленные заповедно-охотничьи хозяйства, несколько тысяч ландшафтных, зоологических, ботанических и геологических заказников и отдельных охраняемых объектов природы.

Большую роль играют школьные лесничества, которые заготавливают семена ценных пород деревьев и кустарников, развешивают искусственные гнездовья для птиц, следят за чистотой озер и рек, охраняют рыбные ресурсы, спасают мальков из пересыхающих водоемов, проводят паспортизацию малых рек и родников.

Активное участие в походе "За охрану природы родного края" принимают студенческие строительные отряды. Студенты проверяют санитарное состояние рек и озер, пропагандируют идеи охраны природы и рационального использования природных ресурсов среди населения.

Ввиду ограниченности и невозобновимости минеральных ресурсов, в настоящее время серьезное внимание уделяется охране и рациональному использованию органических и минеральных ископаемых, охране земельных ресурсов, в том числе улучшению и направленному изменению земельных массивов. Строго регламентируется охрана окружающей среды при разработке минеральных ресурсов горнодобывающими предприятиями.

Существует система государственных органов по охране природы и ее ресурсов. К ним принадлежат органы государственного стандартного контроля, охраны вод, горного надзора, лесоохраны, карантинной службы, рыбного надзора, государственного комитета гидрометеорологии и др. Любая деятельность, которая может привести к нежелательным изменениям естественной среды, ограничивается или прекращается.

Приняты ряд постановлений, направленных на оздоровление окружающей среды, на улучшение использования природных ресурсов. Это мероприятия по сохранению богатств озер Байкал и Севан, Каспийского моря, бассейнов Волги и Урала, Донецкого бассейна. Создано много новых заповедников, заказников как своеобразных эталонных образцов природы, в том числе биосферных, национальных парков.

У нас имеются все возможности, чтобы сохранить для себя и последующих поколений чистыми, водоемы, воздух, почву с их животным и растительным миром. Все это важные и незаменимые детали единого механизма - биосферы Земли, частью которой является и сам человек и вне которой он существовать не может.

Антропогенные факторы - совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человека за период его существования.

Виды антропогенных факторов:

· физические - использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолетах, влияние шума и вибрации и др.;

· химические - использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; курение, употребление алкоголя и наркотиков, чрезмерное использование лекарственных средств;

· социальные - связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.

· В последние десятилетия действие антропогенных факторов резко возросло, что привело к возникновению глобальных экологических проблем: парникового эффекта, кислотных дождей, уничтожению лесов и опустыниванию территорий, загрязнению среды вредными веществами, сокращению биологического разнообразия планеты.

Среда обитания человека. Антропогенные факторы влияют на среду обитания самого человека. Поскольку он является существом биосоциальным, то выделяют природную и социальную среду обитания.

Природная среда обитания дает человеку здоровье и материал для трудовой деятельности, находится с ним в тесном взаимодействии: человек постоянно изменяет природную среду в процессе своей деятельности; преобразованная природная среда, в свою очередь, воздействует на человека.

Человек всё время общается с другими людьми, вступая с ними в межличностные отношения, что и определяет социальную среду обитания . Общение может быть благоприятным (способствующим развитию личности) инеблагоприятным (приводящим к психологическим перегрузкам и срывам, к приобретению пагубных привычек - алкоголизма, наркомании и др.).

Абиотическая среда (факторы среды) - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм. (Свет, температура, ветер, воздух, давление, влажность и т. д.)

Например: накопление в почве токсичных и химических элементов, пересыхание водоёмов во время засухи, увеличение продолжительности светового дня, интенсивное ультрафиолетовое излучение.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ , различные факторы, не относящиеся к живым организмам.

Свет - важнейший абиотический фактор, с которым связана вся жизнь на Земле. В спектре солнечного света выделяют три биологически неравнозначные области; ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная.

Все растения по отношению к свету можно разделить на следующие группы:

■ растения светолюбивые - гелиофиты (от греч. «гелиос» - солнце и фитон - растение);

■ растения теневые - сциофиты (от греч. «сциа» - тень, и «фитон» - растение);

■ растения теневыносливые – факультативные гелиофиты.

Температура на земной поверхности зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Кроме того, она меняется по сезонам года. В связи с этим у животных и растений существуют различные приспособления к температурным условиям. У большинства организмов процессы жизнедеятельности протекают в пределах от -4°С до +40…45°С

Наиболее совершенная терморегуляция появилась лишь у высших позвоночных - птиц и млекопитающих , обеспечив им широкое расселение во всех климатических поясах. Они получили название гомойотермных (греч. г о м о й о с - равный) организмов.

7. Понятие популяции. Структура,система,характеристики и динамика популяций. Гомеостаз популяций.

9. Понятие об экологической нише. Закон конкурентного исключения Г. Ф. Гаузе.

экологическая ниша – это совокупность всех связей вида со средой обитания, которые обеспечивают существование и воспроизведение особей данного вида в природе.
Термин экологическая ниша предложил в 1917 г. Дж. Гриннелл для характеристики пространственного распределения внутривидовых экологических группировок.
Первоначально понятие экологической ниши было близко к понятию местообитание. Но в 1927 г. Ч. Элтон определил экологическую нишу как положение вида в сообществе, подчеркнув особую важность трофических связей. Отечественный эколог Г. Ф. Гаузе расширил это определение: экологическая ниша – это место вида в экосистеме.
В 1984 г. С. Спурр и Б. Барнес выделили три компонента ниши: пространственный (где), временной (когда) и функциональный (как). В этой концепции ниши подчеркивается важность как пространственного, так временного компонента ниши, включающего ее сезонные и суточные изменения с учетом цирканных и циркадных биоритмов.

Часто используется образное определение экологической ниши: местообитание – это адрес вида, а экологическая ниша – его профессия (Ю. Одум).

Принцип конкурентного исключения; (=Теорема Гаузе; =Закон Гаузе)
Принцип исключения Гаузе - в экологии - закон, согласно которому два вида не могут существовать в одной и той же местности, если они занимают одну и ту же экологическую нишу.

В связи с этим принципом при ограниченности возможностей пространственно-временного разобщения один из видов вырабатывает новую экологическую нишу или исчезает.
Принцип конкурентного исключения содержит два общих положения, относящихся к симпатрическим видам:

1) если два вида занимают одну и ту же экологическую нишу, то почти наверняка один из них превосходит другой в этой нише и в конце концов вытеснит менее приспособленный вид. Или, в более краткой форме, «сосуществование между полными конкурентами невозможно» (Hardin, 1960*). Второе положение вытекает из первого;

2) если два вида сосуществуют в состоянии устойчивого равновесия, то они должны быть экологически дифференцированы, с тем чтобы они могли занимать различные ниши. ,

К принципу конкурентного исключения можно относиться по-разному: как к аксиоме и как к эмпирическому обобщению. Если рассматривать его как аксиому, то он логичен, последователен и оказывается очень эвристичным. Если же рассматривать его как эмпирическое обобщение, он справедлив в широких пределах, но не универсален.
Дополнения
Межвидовую конкуренцию можно наблюдать в смешанных лабораторных популяциях или в природных сообществах. Для этого достаточно искусственно удалить один вид и проследить, не возникнут ли изменения в обилии другого симпатрического вида со сходными экологическими потребностями. Если численность этого другого вида после удаления первого вида повысится, то можно сделать вывод, что прежде он подавлялся под действием межвидовой конкуренции.

Этот результат был получен в смешанных лабораторных попопуляциях Paramecium aurelia и P. caudatum (Гаузе, 1934*) и в природных литоральных сообществах усоногих ракообразных (Chthamalus и Balanus) (Connell, 1961*), а также в ряде сравнительно недавних исследований, например на мешотчатых прыгунах и безлёгочных саламандрах (Lemen, Freeman, 1983; Hairston, 1983*).

Межвидовая конкуренция проявляется в двух широких аспектах, которые можно назвать конкуренцией потребления и интерференционной конкуренцией. Первый аспект - пассивное использование разными видами одного и того же ресурса.

Например, между различными видами кустарников в сообществе пустыни весьма вероятна пассивная или неагрессивная конкуренция за ограниченные ресурсы почвенной влаги. Виды Geospiza и других земляных вьюрков на Галапагосских островах конкурируют за пищу, и эта конкуренция - важный фактор, определяющий их экологическое и географическое распределение по нескольким островам (Lack, 1947; В. R. Grant, P. R. Grant, 1982; P. R. Grant, 1986*).

Второй аспект, часто накладывающийся на первый, - непосредственное подавление одного вида другим, конкурирующим с ним видом.

Листья некоторых видов растений вырабатывают вещества, которые поступают в почву и подавляют прорастание и рост соседних растений (Muller, 1966; 1970; Whittaker, Feeny, 1971*). У животных подавление одного вида другим может достигаться с помощью агрессивного поведения или же утверждения превосходства, основанного на угрозах нападения. В пустыне Мохаве (Калифорния и Невада) местный снежный баран (Ovis сапаdensis) и одичавший осел (Equus asinus) конкурируют за воду и корм. При прямых столкновениях ослы доминируют над баранами: когда ослы приближаются к источникам воды, занятым баранами, последние уступают им место, а иногда и вовсе уходят из данной местности (Laycock, 1974; см. также Monson, Summer, 1980*).

Эксплуатационной конкуренции уделяется много внимания в теоретической экологии, однако, как указывает Херстон (Hairston, 1983*), для каждого данного вида, вероятно, более благоприятна интерференционная конкуренция.

10. Цепи питания, пищевые сети, трофические уровни. Экологические пирамиды.

11. Понятие экосистемы. Циклические и направленные изменения в экосистемах. Структура и биологическая продуктивность экосистем.

12. Агроэкосистемы и их особенности. Стабильность и нестабильность экосистем.

13. Экосистемы и биогеоценозы. Теория биогеоценологии В. Н. Сукачева.

14. Динамика и проблемы стабильности экосистем. Экологическая сукцессия: классификация и типы.

15. Биосфера как высший уровень организации живых систем. Границы биосферы.

Биосфера-организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Основа концепции биосферы – представление о живом веществе. Более 90% всего живого вещества приходится на наземную растительность.

Основной источник биохимич. Активности организмов – солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелен. Растениями и некоторыми микроорганиз. Для создания органич. вещества, которое обеспечивает пищей и энергией остальные организмы. Фотосинтез привел к накоплению в атмосфере свободного кислорода, образованию озонового слоя, защищающего от ультрофиолетового и космического излучения. Он поддерживает современный газовый состав атмосферы. Живые организмы и среда их обитания образуют целостные системы-биогеоценозы.

Самым высоким уровнем организации жизни на планете Земля является биосфера. Этот термин был введен в 1875 году. Впервые его использовал австрийский геолог Э.Зюсс. Однако учение о биосфере как биологической системе появилось в 20-е годы нынешнего столетия, автором его является советский ученый В.И.Вернадский. Биосфера - это та оболочка Земли, в которой существовали и существуют живые организмы и в образовании которой они играли и играют основную роль. Биосфера имеет свои границы, обусловленные распространением жизни. В.И.Вернадский в биосфере выделял три сферы жизни:

Атмосфера - это газообразная оболочка Земли. Она не вся заселена жизнью, ее распространению препятствует ультрафиолетовая радиация. Граница биосферы в атмосфере находится на высоте примерно 25-27 км, где располагается озоновый слой, поглощающий около 99% ультрафиолетовых лучей. Наиболее заселенным является приземный слой атмосферы (1-1,5 км, а в горах до 6 км над уровнем моря).
Литосфера - это твердая оболочка Земли. Она также заселена живыми организмами не полностью. Распростране-
ние жизни здесь ограничено температурой, которая постепенно возрастает с глубиной и при достижении 100?C вызывает переход воды из жидкого в газообразное состояние. Максимальная глубина, на которой обнаружены живые организмы в литосфере, составляет 4 - 4,5 км. Это и есть граница биосферы в литосфере.
3. Гидросфера - это жидкая оболочка Земли. Она заселена жизнью полностью. Границу биосферы в гидросфере Вернадский проводил ниже океанического дна, потому что дно - это продукт жизнедеятельности живых организмов.
Биосфера представляет собой гигантскую биологическую систему, включающую огромное разнообразие составляющих компонентов, охарактеризовать которые по отдельности крайне трудно. Вернадский предложил все, что входит в состав биосферы, объединить в группы в зависимости от характера происхождения вещества. Он выделял семь групп вещества: 1) живое вещество - это совокупность всех продуцентов, консументов и редуцентов, населяющих биосферу; 2) косное вещество - это совокупность веществ, в образовании которых живые организмы не участвовали, это вещество образовалось до появления жизни на Земле (гор-ные, скалистые породы, вулканические извержения); 3) биогенное вещество - это совокупность веществ, которые образованы самими организмами или являются продуктами их жизнедеятельности (каменный уголь, нефть, известняк, торф и другие полезные ископаемые); 4) биокосное вещество - это вещество, которое представляет собой систему динамического равновесия между живым и косным веще-ством (почва, кора выветривания); 5)радиоактивное вещество - это совокупность всех изотопных элементов, находящихся в состоянии радиоактивного распада; 6) вещество рассеянных атомов - это совокупность всех элементов, находящихся в атомарном состоянии и не входящих в состав никакого другого вещества; 7) космическое вещество - это совокупность веществ, попадающих в биосферу из космоса и имеющих космическое происхождение (метеориты, космическая пыль).
Вернадский считал, что главную преобразующую роль в биосфере играет живое вещество.

16. Роль человека в эволюции биосферы. Влияние человеческой деятельности на современные процессы в биосфере.

17. Живое вещество биосферы по В.И. Вернадскому, его характеристика.Понятие ноосферы по В. И.Вернадскому.

18. Понятие, причины и основные тенденции современного экологического кризиса.

19. Сокращение генетического разнообразия, утеря генофонда. Рост народонаселения и урбанизация.

20. Классификация природных ресурсов. Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы.

Природные ресурсы бывают: --- исчерпаемые – делятся на невозобновимые, относительно возобновимые (почва, леса), возобновимые (животные). --- неисчерпаемые – воздух, солнечная энергия, вода, почва

21. Источники и масштабы загрязнения атмосферы. Кислотные осадки.

22. Энергетические ресурсы мира. Альтернативные источники энергии.

23. Парниковый эффект. Состояние озонового экрана.

24. Краткая характеристика круговорота углерода. Стагнация круговорота.

25. Круговорот азота. Азотфиксаторы. Краткая характеристика.

26. Круговорот воды в природе. Краткая характеристика.

27. Определение биогеохимического цикла. Перечень главных циклов.

28. Поток энергии и круговороты биогенных элементов в экосистеме (схема).

29. Перечень основных почвообразующих факторов (по Докучаеву).

30. "Экологическая сукцессия". "Климаксное сообщество". Определения. Примеры.

31. Основные принципы естественного устройства биосферы.

32. Международная "Красная книга". Виды природных зон.

33. Главные климатические зоны земного шара (краткий перечень согласно Г.Вальтеру).

34. Загрязнение вод океанов: масштаб, состав загрязнителей, последствия.

35. Вырубка лесов: масштаб, последствия.

36. Принцип разделения экологии человека на экологию человека как организма и социальную экологию. Экология человека как аутэкология организма.

37. Биологическое загрязнение окружающей среды. ПДК.

38. Классификация загрязнителей, сбрасываемых в водоемы.

39. Факторы окружающей среды, вызывающие заболевания органов пищеварения,органов кровообращения, способные вызвать злокачественные новообразования.

40. Нормирование: понятие, виды, ПДК.«Смог»: понятие, причины его образования, вред.

41. Демографический взрыв и его опасность для современного состояния биосферы. Урбанизация и ее отрицательные последствия.

42. Концепция «устойчивого развития». Перспективы концепции «устойчивого развития» для «золотого миллиарда» населения экономически развитых стран.

43. Заповедники: функции и значения. Виды заповедников и их количество в РФ, США, ФРГ, Канаде.

Антропогенные факторы (определение и примеры). Влияние их на биотические и абиотические факторы природной среды

антропогенный деградация почва природный

Антропогенные факторы это изменения природной среды, произошедшие в результате хозяйственной и другой деятельности человека. Пытаясь переделать природу, с целью приспособить ее к своим нуждам, человек трансформирует естественную среду обитания живых организмов, оказывая влияние и на их жизнь. К антропогенным факторам относятся такие виды:

1. Химические.

2. Физические.

3. Биологические.

4. Социальные.

Химические антропогенные факторы включают применение минеральных удобрений и ядовитых химических веществ для обработки полей, а также загрязнение всех земных оболочек транспортными и промышленными отходами. К физическим факторам можно отнести использование ядерной энергии, повышение уровня шума и вибрации в результате деятельности человека, в частности при использовании разнообразных средств передвижения. Биологические факторы - это продукты питания. К ним также относятся организмы, которые могут обитать в теле человека или те, для которых человек потенциально является пищей. Социальные факторы определяются совместным существованием людей в обществе и их взаимоотношениями. Влияние человека на окружающую среду может быть прямым, косвенным и комплексным. Прямое влияние антропогенных факторов осуществляется при сильном непродолжительном воздействии какого-либо из них. Например, при обустройстве автомобильной магистрали или укладке железнодорожных путей через лес, сезонной промысловой охоте в определенной местности, т.д. Косвенное воздействие проявляется изменением природных ландшафтов при хозяйственной деятельности человека небольшой интенсивности в течение длительного периода времени. При этом подвергается воздействию климат, физический и химический состав водоемов, изменяется структура почв, строение поверхности Земли, состав фауны и флоры. Это происходит, к примеру, при строительстве металлургического комбината рядом с железной дорогой без применения необходимых очистных сооружений, что влечет загрязнение окружающей природы жидкими и газообразными отходами. В дальнейшем деревья на близлежащей территории погибают, животным грозит отравление тяжелыми металлами, т.д. Комплексное воздействие прямых и косвенных факторов влечет постепенное появление выраженных изменений окружающей среды, что может быть обусловлено быстрым ростом населения, увеличением поголовья скота и животных, обитающих рядом с жильем человека (крыс, тараканов, ворон, т.д.), распашкой новых земель, попаданием вредных примесей в водоемы, т.д. В такой ситуации в измененном ландшафте могут выжить лишь те живые организмы, которые способны приспособиться к новым условиям существования. В ХХ и Х1 веках антропогенные факторы приобрели огромное значение в изменении климатических условий, строении почв и состава атмосферного воздуха, соленых и пресных водоемов, в уменьшении площади лесов, вымирании многих представителей растительного и животного мира. Биотические факторы (в отличие от абиотических факторов, охватывающих всевозможные действия неживой природы), - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В последнем случае речь идёт о способности самих организмов в определённой степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создаётся особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создаётся свой температурно-влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом - прохладнее и влажнее. Особая микросреда создаётся также в деревьев, в норах, в пещерах и т.п. Следует отметить условия микросреды под снежным покровом, которая имеет уже чисто абиотическую природу. В результате отепляющего действия снега, которое наиболее эффективно при его толщине не менее 50-70 см, в его основании, примерно в 5-сантиметровом слое, живут зимой мелкие животные - грызуны, т.к. температурные условия для них здесь благоприятны (от 0° до - 2°С). Благодаря этому же эффекту сохраняются под снегом всходы озимых злаков - ржи, пшеницы. В снегу от сильных морозов прячутся и крупные животные - олени, лоси, волки, лисицы, зайцы - ложась в снег для отдыха. К абиотическим факторам (факторам неживой природы) относятся:

Совокупность физических и химических свойств почвы и неорганические вещества (Н20, СО2, О2), которые участвуют в круговороте;

Органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую часть, воздушную и водную среду;

Климатические факторы (минимальная и максимальная температуры, при которой могут существовать организмы, свет, географическая широта континентов, макроклимат, микроклимат, относительная влажность, атмосферное давление).

Вывод: Таким образом установлено, что антропогенные, абиотические и биотические факторы природной среды взаимосвязаны. Изменения одного из факторов влечет за собой изменения как в других факторах природной среды так и в самой экологической среде.

Антропогенные факторы – это факторы, порожденные человеком и оказывающие воздействие на окружающую среду.

Вся история научно-технического прогресса, о сути, представляет собой совокупность преобразования человеком в своих целях природных экологических факторов и создания новых, ранее в природе не существовавших.

Выплавка металлов из руд и производство оборудования невозможны без создания высоких температур, давлений, мощных электромагнитных полей. Получение и сохранение высоких урожаев сельскохозяйственных культур требует производства удобрений и средств химической защиты растений от вредителей и возбудителей заболеваний. Современное здравоохранение немыслимо без средств хемо- и физиотерапии. Эти примеры можно умножить.

Достижения научно-технического прогресса стали использоваться в политических и экономических целях, что крайним образом проявилось в создании специальных поражающих человека и его имущество экологических факторов: от огнестрельного оружия до средств массового физического, химического и биологического воздействия.

С другой стороны, кроме таких факторов целенаправленного назначения, в процессе эксплуатации и переработки природных ресурсов неизбежно образуются побочные химические соединения и зоны высоких уровней физических факторов. В ряде случаев эти процессы могут носить скачкообразный характер (в условиях аварий и катастроф) с тяжелыми экологическими и материальными последствиями. Отсюда и потребовалось создавать способы и средства защиты человека от опасных и вредных факторов.

В упрощенной форме ориентировочная классификация антропогенных экологических факторов представлена на рис. 3.

Рис. 3.

Классификация антропогенных экологических факторов

БОВ - боевые отравляющие вещества; СМИ - средства массовой информации.

Антропогенная деятельность существенно влияет на климатические факторы, изменяя их режимы. Так, массовые выбросы в атмосферу твердых и жидких частиц от промышленных предприятий могут резко изменить режим рассеивания солнечного излучения в атмосфере и уменьшить приход теплоты к поверхности Земли. Уничтожение лесов и иной растительности, создание крупных искусственных водохранилищ на бывших территориях суши увеличивает отражение энергии, а загрязнение пылью, например, снега и льда – наоборот, увеличивает поглощение, что приводит к их интенсивному таянию. Таким образом, мезоклимат может резко измениться под воздействием человека: понятно, что климат Северной Африки в отдаленном прошлом, когда она была огромным оазисом, существенно отличался от сегодняшнего климата пустыни Сахара.

Глобальные последствия антропогенной деятельности, чреватые экологическими катастрофами, сводят обычно к двум гипотетическим явлениям: парниковому эффекту и ядерной зиме .

Суть парникового эффекта состоит в следующем. Солнечные лучи проникают сквозь земную атмосферу к поверхности Земли. Однако накопление в атмосфере диоксида углерода, оксидов азота, метана, паров воды, фтор-хлор-углеводородов (фреонов) приводит к тому, что тепловое длинноволновое излучение Земли поглощается атмосферой. Это приводит к накоплению избыточной теплоты в приземном слое воздуха, т. е. нарушается тепловой баланс планеты. Такой эффект подобен тому, который мы наблюдаем в покрытых стеклом или пленкой парниках. В результате температура воздуха у земной поверхности может возрасти.

Сейчас ежегодное возрастание содержания СО 2 оценивается в 1-2 части на миллион. Такая ситуация, как считают, может привести уже в первой половине XXI в. к катастрофическим изменениям климата, в частности к массовому таянию ледников и подъему уровня Мирового океана. Возрастающие темпы сжигания ископаемого топлива приводят, с одной стороны, к устойчивому, хотя и медленному нарастанию содержания СО 2 в атмосфере, а с другой к накоплению (правда, пока локальному и рассеиваемому) атмосферного аэрозоля.

По поводу того, какие последствия будут преобладать в результате этих процессов (потепление или похолодание), среди ученых идут дискуссии. Но независимо от точек зрения, необходимо помнить о том, что жизнедеятельность человеческого общества становится, как об этом говорили В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман, мощной геологической и геохимической силой, способной существенно изменить экологическую ситуацию в глобальном масштабе.

Ядерная зима считается возможным следствием ядерных (в том числе и локальных) войн. В результате ядерных взрывов и неизбежных после них пожаров тропосфера окажется насыщенной твердыми частицами пыли, пепла. Земля окажется закрытой (экранированной) от солнечных лучей в течение многих недель и даже месяцев, т. е. наступит так называемая "ядерная ночь". Одновременно в результате образования оксидов азота произойдет разрушение озонового слоя планеты.

Экранирование Земли от солнечного излучения приведет к сильному понижению температуры с неизбежным снижением урожаев, массовой гибелью живых организмов, включал человека, от холода и голода. А те организмы, которые сумеют пережить данную ситуацию до восстановления прозрачности атмосферы, окажутся под воздействием жесткой ультрафиолетовой радиации (из-за разрушения озона) с неизбежным нарастанием частоты раковых и генетических заболеваний.

Процессы, связанные с последствиями ядерной зимы, в настоящее время являются предметом математического и машинного моделирования учеными многих стран. Но человечество располагает и природной моделью подобных явлений, которая заставляет отнестись к ним очень серьезно.

Человек практически не воздействует на литосферу, хотя верхние горизонты земной коры подвергаются сильной трансформации в результате эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Существуют проекты (отчасти реализованные) захоронения в недрах жидких и твердых промышленных отходов. Такие захоронения, а также подземные ядерные испытания могут инициировать так называемые "наведенные" землетрясения.

Вполне понятно, что температурная стратификация воды оказывает решающее влияние на размещение в воде живых организмов и на перенос и рассеивание примесей, поступающих от предприятий промышленности, сельского хозяйства, быта.

Воздействие человека на окружающую среду в конечном итоге проявляется в изменении режима множества биотических и абиотических факторов. В числе антропогенных факторов различают факторы, оказывающие прямое влияние на организмы (например, промысел) и факторы, косвенно влияющие на организмы через влияние на местообитание (например, загрязнение среды, уничтожение растительного покрова, строительство плотин). Специфика антропогенных факторов состоит в трудности адаптации к ним живых организмов. Организмы часто не имеют приспособительных реакций к действию антропогенных факторов в связи с тем, что эти факторы не действовали на протяжении эволюционного развития вида, либо из-за того, что действие данных факторов превосходит приспособительные возможности организма.