Место человека в биосферных процессах. Среда, окружающая человека и ее специфика

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

КАФЕДРА ГИГЕНЫ- 1, ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ С ВАЛЕОЛОГИЕЙ

 

                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему: «Место человека в биосферных процессах. Среда, окружающая человека и ее специфика»

 

 

 

 

Выполнила: Жаксылык Улжан

Группа: 105-А, ОЗр

Приняла:Тайжанова М.А.

 

 

 

 

 

 

Шымкент 2014г

 

                                                   План:

Введение

1. Степень согласованности деятельности  человека с законами и принципами  общей экологии.

2. Круговорот веществ и их  нарушение человеком

3. Экологическая ниша человека  и возможности ее изменения

4. Специфика действия антропогенных  факторов на организмы

Заключение

Список  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Введение 

Человек, а в значительной мере и другие существа в настоящее время живут в среде, которая является результатом действия антропогенных факторов. Она отличается от той классической среды,  которая рассматривалась в общей экологии в ранге действия природных абиотических и биотических факторов.  Заметное  изменение человеком среды началось с тех пор, когда он от  собирательства перешел к более активным видам деятельности,  таким как охота, а затем одомашнивание животных и выращивание растений. С этого времени начал работать принцип «экологического бумеранга»: любое воздействие на природу, которое последняя не могла ассимилировать, возвращалось к человеку как негативный фактор. Человек все больше отделял себя, от природы и заключал в оболочку созданной им самим среды. Контакт человека с природной средой все более и более уменьшался. Поскольку современная среда и экологическая ситуация является результатом действия антропогенных факторов, рассмотрим их специфику в сравнении с факторами естественной природы (абиотическими и биотическими).

Известно, что основное воздействие человека на среду связывается с его орудийной деятельностью, энерговооруженностью, а также с умением накапливать, хранить и передавать поколениям информацию. Эти три составляющие характеризуют, в конечном счете, отличие человека от других живых существ, степень согласованности его действий с биосферными процессами, возможности нахождения своего места в биосфере экологически обусловленными методами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень согласованности деятельности человека с законами и принципами общей экологии

Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов

Человек способен изменять силу действия и число лимитирующих факторов, а также расширять или, наоборот, сужать границы оптимальных значений факторов среды. Например, снятие урожая неизбежно связано с обеднением почв элементами минерального питания растений и переводом некоторых из них в категорию лимитирующих факторов.

Человек неизмеримо расширил свои адаптационные возможности за счет кондиционирования условий своей среды (одежда, жилище, новые материалы и т.п.) и тем самым резко уменьшил зависимость от природной среды и представляемых ею ресурсов. Например, в рационе человека пищевые ресурсы дикой природы составляют только 10-15%. Остальные пищевые потребности удовлетворяются за счет культурного хозяйства.

Следствием уменьшения зависимости от факторов среды является расширение человеком своего ареала на всю планету и снятие естественных механизмов регулирования численности популяции.

Человек снял или частично разрушил практически все природные механизмы популяционного гомеостаза по отношению к своей популяции, Абиотические факторы почти не сказываются на численности. Она практически не регулируется хищниками, паразитами и межвидовыми конкурентными отношениями. Острота внутривидовых взаимоотношений снимается социальными и юридическими нормами поведения. Болезни, уносившие ранее миллионы жизней (оспа, малярии, холера, чума и др.), полностью или в основном локализованы. Болезни цивилизации (сердечно-сосудистые, онкологические, СПИД и др.) при современных темпах увеличения народонаселения (на 85-90 млн. человек ежегодно) заметно не изменяют тенденций экспоненциального роста численности вида.

Применительно к человеку практически «не работает» принцип территориальности как фактор регулирования численности популяции. Территориальные перемещения ресурсов снимают различия их запасов в пределах обширных регионов. Природно-территориальные (экосистемные) границы все больше заменяются административно-территориальными.

Регулирование плотности человеческой популяции, если оно имеет место, осуществляется за счет осознанного воздействия на рождаемость, а не в ответ на имеющуюся численность, что характерно для биологических популяций.

Отдельные экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии) человек практически полностью уничтожил. В других он серьезно нарушает свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования:

а) цепи питания и экологические пирамиды. В природных экосистемах на высоких звеньях цепей питания не бывает большой продукции, биомассы и численности организмов. Человек нарушил этот принцип по отношению как к своей популяции, так и к другим видам (сортам, породам). Такое несоответствие природным экосистемам стало возможным благодаря присвоению и вложению в системы дополнительной энергии.

Нарушение плавил экологических пирамид оказывается неоправданно дорогим. Оно неизбежно сопровождается изменениями в круговоротах веществ, накоплением отходов и загрязнением среды (например, животноводческие комплексы).

Нарушение правил пирамид обуславливается также тем, что потребительские интересы человека вышли за пределы биологических ресурсов в целом.

б) изменение границ экологических ниш. Человек существенно изменяет границы экологических ниш организмов. За этим следует усиление конкуренции и действие правила конкурентного исключения. Конечный результат таких явлений — обеднение видового состава сообществ. Последнее, в свою очередь, расширяет возможности для внедрения в экосистемы несвойственных им видов.

в) воздействие на динамику экосистем Рубки лесов, осушение болот, пожары и другие виды антропогенной деятельности приводят к разрушению или нарушению конечных (климаксных) стадий экосистем, к замене их промежуточными сообществами. Человек нередко поддерживает экосистемы на промежуточных стадиях динамики в течение длительного времени для получения интересующего его эффекта. К примеру, он сохраняет лиственные леса на месте коренных хвойных, поскольку они более ценные в рекреационном (для отдыха) отношении или устойчивые к загрязнениям атмосферы.

Иногда наоборот стимулируются сукцессионные процессы для быстрейшего перевода экосистем в завершающие стадии динамики. Все это приводит к снижению устойчивости сообществ.

Одним из масштабных результатов деятельности человека является нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций.

а) контрастность живого вещества. Важным условием постоянства (контрастности) массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Эти условия нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем менее продуктивными, отчуждения земель под различные виды строительства и т.п.

За счет повышения человеком продуктивности экосистем, например, окультуривание земель, потери живого вещества не компенсируются;

б) транспортная и рассеивающая функция живого вещества. Эти функции человек изменяет или дополняет, перемещая большие массы продукции в пространстве, нарушая при этом круговороты (например, вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз).

в) деструкционная и конструкционная функции. Усиление человеком разрушительных явлений в биосфере происходит в результате извлечения ресурсов из недр, а также использования поверхности литосферы.

Результатом интенсификации концентрационных процессов является накопление на поверхности земли ресурсов или продуктов их переработки в таких объемах, что они выделяются в специфические техногенно-геохимические провинции.

Для социальных и связанных с ними техногенных структур характерна низкая экологическая эффективность. Основная часть ресурсов составляет отходы. Такие явления во многом обусловлены несоответствием темпов развития технических и социальных структур.

Период развития биосферы, связанный с деятельностью человека, рассматривают как «ноогенез». Ему предшествовал период «биогенеза». Эти периоды не сопоставимы ни по продолжительности, ни по интенсивности изменения среды и биосферных процессов.

Нарушение временного фактора развития биосферы и среды обитания приводит к несоответствию темпов изменения среды и адаптационных возможностей организмов. Следствием этого является нарушение в соотношении численности отдельных видов (результат неодинаковой адаптивности), снижение устойчивости и продуктивности экосистем, гибель некоторых видов.

Действия человека характеризуются не только нарушением временного фактора в развитии биосферных процессов, но и отчужденностью от природы, подчинением ее своим целям. Чаще всего он выступает как внешний фактор по отношению к экосистемам. Это дает основание говорить о специфической экологической нише человека.

                     Круговороты веществ и их нарушение человеком

Различают два вида круговоротов веществ: большой, или геологический (между сушей и океаном), и малый, или биологический (в пределах экосистемы). Самостоятельность малого круговорота относительна: он является элементом геологического круговорота. Об изменении последнего под влиянием антропогенных факторов можно судить по выносу с суши в океан продуктов разрушения почв. За последние 50 лет вынос увеличился с 3 млрд. т/год в 40-50-х годах до 45-50 млрд. т в конце столетия.

Малые круговороты чаще всего нарушаются в результате несоответствия между количеством веществ, поставляемых в среду, и возможностями организмов по их разложению либо концентрированию. Накопление человеком веществ достигает столь значительных объемов, что даже легко разрушаемые из них (например, отходы животноводческих комплексов) долгое время не включаются в круговороты. Вещества, чуждые организмам-деструкторам выключаются из круговоротов на более длительное время.

Круговорот углерода. Содержащийся в атмосфере углерод (в виде СО) в процессе, фотосинтеза включается в органическое вещество растений и далее в цепи питания. Высвобождение углерода из органического вещества происходит в процессе дыхания организмов. Основная масса углерода высвобождается из мертвого органического вещества организмами-редуцентами. Небольшая часть органического вещества и содержащегося в нем углерода ускользает от круговорота и «уходит в геологию» в виде торфа, угля, нефти и карбонатных отложений в водных экосистемах.

Основное нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из геологических структур (горючие ископаемые, известняки), а также в результате изменения площадей и продуктивности лесных и других растительных сообществ, разрушения органического вещества почв и высвобождения из вечномерзлых грунтов при их оттаивании (в виде метана). Часть этого углерода накапливается в атмосфере в форме углекислого газа и метана, обусловливая парниковый эффект.

Круговорот азота. Основным источником данного элемента является атмосфера, откуда в почву, а затем в растительные организмы азот попадает только в результате превращения в усвояемое соединение - нитраты. Последние образуются в основном в результате деятельности организмов-азотфиксаторов. К ним относятся отдельные виды бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов (актиномицетов). Частично нитраты образуются при грозовых разрядах и при фотохимических реакциях в атмосфере. Откуда с осадками они попадают в почву.

Второй источник азота для растений - результат разложения органических веществ и, в частности, белков особой группы организмов-аммонификаторов. При этом в начале образуется аммиак, который в результате деятельности бактерий-нитрификаторов преобразуется в нитриты и нитраты. Часть азота растениями усваивается в виде ионов аммония и мочевины, образующихся в результате разложения органических веществ, Возвращение азота в атмосферу происходит в процессе деятельности бактерий-денитрификаторов, разлагающих нитраты до свободного азота и кислорода.

Значительная доля азота, попадая в океан, используется водными фотосинтезирующими организмами (фитопланктоном), а затем, попадая в цепи питания животных, частично возвращается на сушу с продуктами морского промысла или птицами. Наибольшая часть азота, как и углерод, попадает в осадочные соединения.

Изменения круговорота азота под влиянием антропогенных факторов обусловлено переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в результате техногенных процессов как целенаправленно (при получении азотных удобрений), так и непреднамеренно (в результате высоких температур, создаваемых, например, двигателями внутреннего сгорания или промышленными установками). Существенные изменения в циклах азота происходит также в результате разрушения органического вещества почв, сапропелей, гуано и т.п.