Биотические факторы среды

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………….3

1. Биотические факторы среды………………………………...6
2. Охрана атмосферы и вод……………………………………9
3. Гомеостаз популяций………………………………………...18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………….20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ...24

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Экологию рассматривают  как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучать взаимоотношения  организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средой понимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов или их сообществ на другие организмы и сообщества.

Термин «экология» был  введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме (ойкос - дом, жилище; логос - учение).

Современную экологию можно  рассматривать как науку, занимающуюся изучением взаимоотношений организмов, в том числе и человека, со средой, определением масштабов и допустимых пределов воздействия человеческого общества на среду, возможностей уменьшения этих воздействий или их полной нейтрализации. В стратегическом плане - это наука о выживании человечества и выходе из экологического кризиса, который приобрел (или приобретает) глобальные масштабы - в пределах всей планеты Земля.

Становится все более  ясным, что человек очень мало знает о среде, в которой он живет, особенно о механизмах, которые  формируют и сохраняют среду. Раскрытие этих механизмов (закономерностей) - одна из важнейших задач современной  экологии и экологического образования. Ясно, что она может решаться лишь при условии изучения не только «Дома», но и его обитателей, их образа жизни.

Содержание термина «экология», таким образом, приобрело социально-политический, философский аспект. Она стала проникать практически во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно внедряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рассматривается не только как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технологические процессы и сферы деятельности людей.

Экология как наука  должна решать следующие задачи:

- Изучить законы и закономерности взаимодействия организмов со средой их обитания;

- Изучить формирование, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера).

- Изучить законы и закономерности взаимодействия надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера) с окружающей средой.

Цели экологии можно сформулировать следующим образом:

- Разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы;

- Прогнозирование последствий воздействия общества на природу с целью предотвращения негативных результатов.

Для решения задач, стоящих  перед экологией, она использует как свои собственные методы, так  и методы других наук. Собственные  методы экологии можно разделить на три группы.

Полевые методы - это методы, позволяющие изучить влияние  комплекса факторов естественной среды на естественные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.

Лабораторные методы - это  методы, позволяющие изучить влияние  комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические  системы. Эти методы дают возможность получить приблизительные результаты, которые требуют дальнейшею подтверждения в полевых условиях.

Экспериментальные методы - это методы, позволяющие изучить  влияние отдельных факторов естественной или моделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании как с полевыми, так и с лабораторными методами.

Кроме собственных методов  экология широко использует методы таких наук, как биохимия, физиология, микробиология, генетика, цитология, гистология, физика, химия, математика и др.

 

1. Биотические факторы среды

 

Биотические факторы окружающей среды (от греч. Biotikos — жизненный) — факторы живой среды, влияющие на жизнедеятельность организмов.

Беклемишев В.Н. разделил биотические факторы на 4 группы:

- топические — по изменению среды (разрывание почвы);

- трофические — пищевые отношения (продуценты, консументы, редуценты);

- фабрические — по жилищу (паразитические черви используют организм как среду обитания);

- форические — по переносу (рак отшельник переносит актинию).

Действие биотических  факторов выражается в форме взаимовлияний  одних организмов на жизнедеятельность  других организмов и всех вместе на среду обитания. Различают прямые и косвенные взаимоотношения между организмами.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и  массового эффектов и внутривидовой конкуренции. [8]

Межвидовые взаимоотношения  значительно более разнообразны. Возможные типы комбинации отражают различные виды взаимоотношений:

Нейтрализм - вид биотических отношений, когда две популяции не влияют друг на друга.

Аменсализм (от греч. а — отрицательная частица и лат. mensa — стол, трапеза), форма взаимоотношений между организмами, полезная для одного вида, но вредная для другого. Например, обитающие в норах сусликов и кротов «квартиранты» (клещи, блохи и др.) могут служить источником распространения среди грызунов инфекционных заболеваний; чтобы определить пользу или вред от сосуществования организмов, необходимо учитывать сложный комплекс условий среды.

Комменсализм, сотрапезничество, нахлебничество, сожительство животных разных видов, характеризующееся тем, что один из них (комменсал) постоянно или временно живёт за счёт другого, не причиняя ему вреда. В зависимости от характера взаимоотношений животных, которым он свойствен, их делят на три группы.

1) Комменсал ограничивается  использованием пищи организма  др. вида; например, в извивах раковины, занятой раком-отшельником, обитает кольчатый червь из рода Nereis, поедающий остатки пищи рака.

2) Комменсал прикрепляется  (временно или постоянно) к  организму другого вида, который  в этом случае называется хозяином; например, рыба-прилипало своим спинным  плавником, превращенным в присоску, прикрепляется к коже акул и др. крупных рыб, пользуясь ими для передвижения; морские гидроиды, поселяющиеся на коже рыб и питающиеся их экскрементами; некоторые ракообразные (например, морские жёлуди), живущие на коже китов и на раковинах моллюсков.

3) Комменсал поселяется  во внутренних органах хозяина;  например, инфузории опалины, живущие  в задней кишке лягушек; некоторые  жгутиконосцы, обитающие в кишечнике млекопитающих. [12]

Конкуренция (биологическое), соревнование, взаимоотношения между  организмами одного и того же или  разных видов, в ходе которых они  соревнуются за одни и те же средства существования и условия размножения; одна из сторон борьбы за существование (вторая её сторона — элиминация, т. е. уничтожение менее приспособленных форм и устранение их от размножения). Различают внутригрупповую и межгрупповую конкуренцию. Внутригрупповая осуществляется между особями популяции (на основе их индивидуальных различий) за сохранение своей жизни и жизни потомства. Межгрупповая происходит между популяциями (на основе их групповых различий) и приводит к вытеснению одних популяций другими, а также к накоплению различий между разобщёнными популяциями, что способствует образованию новых подвидов, а затем и видов.

Ресурс-эксплуататор - взаимодействие, в котором соединены и благоприятное, и угнетающее воздействия;

Мутуализм (от лат. mutuus — взаимный), длительное взаимнополезное сожительство двух организмов разных видов; форма симбиоза. Классический пример мутуализма – сожительство рака-отшельника и актинии.

Симбиоз (от греч. symbнosis — сожительство), в узком смысле (Ш. Д. Мошковский, 1946; В. А. Догель, 1947) под С. понимают такое сожительство особей двух видов, при котором оба партнёра вступают в непосредственное взаимодействие с внешней средой; регуляция отношений с последней осуществляется совместно усилиями, сочетанной деятельностью обоих организмов. [3]

Обычно симбиоз бывает мутуалистическим, то есть сожительство обоих организмов (симбионтов) взаимовыгодно и возникает в процессе эволюции как одна из форм приспособления к условиям существования.

Симбиоз нередко отграничен от других форм сожительства организмов — паразитизма, комменсализма, хищничества, между которыми существует ряд переходных форм.

 

 

2. Охрана атмосферы и вод

 

Атмосфера - это слой воздуха  над планетой Земля высотой ~ 60 км. Нормальный состав (компоненты чистого сухого воздуха) атмосферы Земли в % (объемных):

N2 78,08

O2 20,94

Ar 0,93

CO2 < 0,00005

Ne, He, CH4, Kr и H2 0,01

К основным загрязнителям  атмосферы, которых по данным ЮНЕП ежегодно выделяется до 25 млрд. тонн, относят:

а) оксиды серы (SO2 и SO3);

б) оксиды азота (NxOy);

в) оксиды углерода (CO и CO2);

г) углеводороды (CxHy);

д) пыль.

Ежегодно в атмосферу  Земли выбрасывается ~ 200 млн. тонн оксида серы (IV) и пыли, ~ 60 млн. тонн оксидов  азота, ~ 80 млн. тонн оксидов углерода и ~ 80 млн. тонн различных углеводородов. [12]

Наибольшее распространение  при очистке газов получили адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

Абсорбция - поглощение газов  или паров из газовых или паровых  смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами.

Адсорбция - избирательное  извлечение компонентов посредством  твердых материалов, называемых адсорбентами и имеющих большую удельную поверхность.

Каталитическая очистка  основана на каталитических реакциях, в результате которых примеси превращаются в безвредные, менее вредные или легко удаляемые соединения.

Санитарная очистка промышленных выбросов включает в себя очистку от оксидов углерода, оксидов азота, оксидов серы и пыли.

Очистка газов от взвешенных частиц. Можно выделить несколько групп методов улавливания частиц пыли:

1. Гравитационное оседание;
2. Центрифугирование;
3. Электростатическое оседание;
4. Инерционное ударение;
5. Прямой захват;
6. Диффузия.

Все эти процессы осуществляются с помощью специальной аппаратуры.

Рекуперация - процесс извлечения вещества и возврата его в исходном виде в производство.

Рекуперация растворителей  осуществляется с помощью адсорбентов  в специальных аппаратах - адсорберах. Обычно для этих целей используют активированный уголь. Воздух, содержащий пары растворителя, проходит через слой адсорбента. После насыщения адсорбента из него извлекают растворитель. [7]

Термокаталитическая очистка - окисление углеводородов в газовоздушной смеси до нетоксичных веществ (CO2 и H2O) в присутствии катализаторов. В качестве катализаторов используются металлы платиновой группы, обладающие высокой каталитической активностью.

Рекуперация растворителей  рекомендуется для предприятий  с объемом выбросов, подлежащих очистке, от 90 тыс. м3/ч и более, а при меньших объемах рекомендуется термокаталитическая очистка.

Для очистки воздушных  выбросов от пыли (свинцовой, бумажной, декстриновой, красочной, резиновой  и т.д.) применяют различные пылеуловители: фильтры (матерчатые, рукавные) с различными фильтрующими материалами, циклоны и т.д.

Основные пути снижения и  полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.

Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Эффективность работы очистных сооружений различна и зависит как  от физико-химических свойств загрязнителей, так и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, средней очистке — до 95 — 98% и тонкой — 99% и выше. [14]