Организация и функционирование сообществ. Разнообразие видов как фактор устойчивости экосистем

Вопрос №13 

 

Организация и  функционирование сообществ. Разнообразие видов как фактор устойчивости экосистем.

Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды  и испытывают на себе ее воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и приспособление к ним живых  организмов обуславливает возможность  существования всевозможных форм организмов и самого различного образования  их жизни.

Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука, изучающая взаимосвязи живых организмов в природе: организацию и функционирование популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы «здорового» состояния как нормы и основы существования жизни

Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную  систему. Выделяют несколько уровней  организации живой материи.

1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы.

Сообщество (биоценоз) - не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними. Как и популяция, сообщество имеет собственные свойства, проявляющиеся только при изучении его самого, как, например, видовое разнообразие, структура пищевой сети, биомасса, продуктивность. Одна из главных задач экологии - выяснить взаимосвязи между свойствами и структурой (составом) сообщества, которые проявляются независимо от того, какие виды входят в него.

Каждый организм живет  в окружении множества других организмов, вступает с ними в самые  разнообразные отношения, как с  отрицательными, так и с положительными для себя последствиями и в  конечном счете не может существовать без этого живого окружения. Связь  с другими организмами - необходимое  условие питания и размножения, возможность защиты, смягчения неблагоприятных  условий среды, а с другой стороны - это опасность ущерба и часто  даже непосредственная угроза существования  индивидуума. Всю сумму воздействий, которую оказывают друг на друга  живые существа, объединяют под названием биотические факторы среды.

Непосредственно живое окружение  организма составляет его биоценотическую среду. Представители каждого вида способны существовать лишь в таком живом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы встречаются на земле не в любом сочетании, а образуют определенные сожительства или сообщества, в которые входят  виды, приспособленные к совместному обитанию. Группировки совместно обитающих и взаимно связанных организмов называют биоценозами (от латинского bios - жизнь, cenos - общий). Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношений друг с другом.

Масштабы биоценотических  группировок организмов очень различны, от сообществ подушек лишайников на стволах деревьев или разлагающегося пня до населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п.

Термин «биоценоз» в современной  экологической литературе чаще употребляют  применительно к населению территориальных  участков, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности (обычно по границам растительных ассоциаций), например, биоценоз ельника-кисличника, большого суходольного луга, сосняка-беломошника, большой ковыльной степи, пшеничного поля и т.д. При этом имеется в  виду вся совокупность живых существ, растений, животных микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на данной территории. В водной среде различают биоценозы, соответствующие экологическим подразделениям частей водоемов, например, больших прибрежных галечных, песчаных или илистых грунтов, абиссальных глубин, пелагических больших крупных водоворотов водных масс и т.п.

По отношению к более  мелким сообществам (населению стволов  или листвы деревьев, моховых кочек  на болотах, нор, муравейников и т.д.) применяют разнообразные термины: «микросообщества», «биоценотические группировки», «биоценотические комплексы» и др.

Принципиальной разницы  между биоценотическими группировками  разных масштабов нет. Более мелкие сообщества входят составной , хотя и  отностительно автономной частью в  более крупные, а те, в свою очередь, являются частями сообществ еще  больших масштабов. Так, все живое  население моховых и лишайниковых подушек на стволе дерева - это часть  более крупного сообщества организмов, связанных с данным деревом и  включающего его подкоровых и  наствольных обитателей, население  кроны, ризосферы и т.п.

В свою очередь эта группировка - лишь одна из составных частей лесного  биоценоза. Последний входит в более  сложные комплексы, образующие в  конечном счете весь живой покров Земли. Таким образом, организация жизни на биоценотическом уровне иерархична. С увеличением масштабов сообществ усиливается их сложность и доля непрямых, косвенных связей между видами.

Экосистема - это любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое.

Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда  речь идет о потоках вещества и  энергии, циркулирующих между живыми и неживыми компонентами природы, о  динамике элементов, поддерживающих  существование жизни, об эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни популяцию, ни сообщество в целом нельзя изучать  в отрыве от окружающей среды. Экосистема, по сути, это то, что мы называем природой.

Экосистема - понятие очень  широкое и применимо как к  естественным (тундра, океан), так и  к искуственным комплексам (аквариум). Поэтому для обозначения элементарной природной экосистемы экологи также  используют термин "биогеоценоз".

Биогеоценоз - исторически  сложившаяся  совокупность живых  организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими  участком земельной поверхности (биотопом). Граница  биогеоценоза  устанавливается  по границе растительного сообщества (фитоценоза) - важнейшего компонента  биогеоценозов. Для каждого биогеоценоза характерен свой тип вещественно-энергетического  обмена.

Итак, биогеоценоз - это составная часть природного ландшафта и элементарная биотерриториальная единица биосферы.

Все природные экосистемы связаны между собой, и вместе образуют живую оболочку Земли, которую  можно рассматривать как самую  большую экосистему, которая называется биосферой.

 

Емкость экосистемы – количественная характеристика совокупности условий, ограничивающих рост численности живых организмов. Природные экосистемы могут включать сотни и тысячи видов – от микроокеанических бактерий до огромных деревьев и многотонных животных. Усложнение экосистем, как показывают практические наблюдения, не отражается негативно на их устойчивости. Существует ряд правил и принципов, которые помогают глубокому пониманию причин устойчивости природных систем различной сложности.

Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания. Виды в естественной природе не могут разрушать среду своего обитания, так как это вело бы их к самоуничтожению. Напротив, деятельность растений и животных направлена на создание (поддержание) среды, пригодной не только для их жизни,, но и потомства. В этом состоит суть устойчивости экосистем. Экологическое равновесие природных экосистем объясняет закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любом другом целостном природно-системном образовании, особенно в биотическом сообществе, все входящие в него виды живого и абиотические компоненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение одной части экосистемы (например, уничтожение какого-либо вида) неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этой частью экосистемы других ее частей. Высокое видовое разнообразие живых существ в природе является основным фактором устойчивости экосистем. Во-первых, в экосистемах уживаются только те виды, которые дополняют друг друга в использовании ресурсов среды обитания, т.е. делят между собой экологические ниши. Взаимная дополнительность весьма характерна, например, для многих микроорганизмов-редуцентов: одни из них «специализируются» на разрушении клетчатки мертвых растений, другие – белков, третьи – Сахаров и т.д. Взаимная дополнительность видов, одни из которых созидают, а другие разрушают органическое вещество, – основа биологических круговоротов. Хотя полностью похожих друг на друга видов не существует, многие из них имеют сходные экологические требования и функции, способны перекрываться. Такие виды обычно заменяют друг друга в близких природных сообществах, например разные виды пихты и елей в темнохвойных таежных лесах. Как следствие, в случае частичного перекрывания экологических ниш многих видов выпадение или снижение активности одного из них не опасно для экосистем в целом, так как его функцию готовы взять на себя оставшиеся. Например, разложение целлюлозы как компонента растительных тканей могут осуществлять специализированные бактерии, различные виды грибов, личинки насекомых, дождевые черви и т.д. Разнообразие видов живых организмов является главным фактором устойчивости экосистем.

 

 

 

 

                                  Вопрос  №17

Предельно допустимый выброс. Фоновая концентрация (Сф).Временно согласованные выбросы. Проект нормативов на поступления загрязняющих веществ  в воздушную среду. 

 

Под предельно допустимым выбросом (ПДВ) следует понимать:

(а) норматив  предельно допустимого выброса  вредного (загрязняющего) вещества  в атмосферный воздух, устанавливаемый  для стационарного источника  загрязнения с учетом технических  нормативов выбросов и фонового  загрязнения атмосферы при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха и предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы;

(б) норматив, задающий  массу выброса вещества в единицу  времени (г/с и т/г), при которой обеспечивается соблюдение санитарно-гигиенических нормативов в воздухе населенных мест (ПДК_мр   и др.) при наиболее неблагоприятных для рассеивания условиях.

(в) ГОСТ 17.2.3.02-78 определяет предельно допустимы выброс (ПДВ) как количество вредного вещества, выбрасываемое в атмосферу в единицу времени, которое не разрешается превышать со стороны предприятия или другого источника загрязнения атмосферного воздуха.

    ФОНОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО АТМОСФЕРУ ВЕЩЕСТВА- содержание веществ в воздухе, воде, иных компонентах окружающей среды, определяемое космическими, глобальными, региональными, местными естественно происходящими процессами.

 

    Информацию о фоновых концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе необходимо запрашивать в органах Госкомгидромета РФ. В запросе запроса о фоновом загрязнении атмосферного воздуха указывается:

1) Запрашивающая  организация, ее ведомственная  принадлежность, почтовый адрес. 

2) Район, для  которого требуется определить  значение фона. 

3) Название предприятия,  для которого запрашивается фон,  с указанием, является ли данное  предприятие проектируемым, строящимся, действующим, реконструируемым.

4) Характеристика  положения промплощадки предприятия  на плане (карте-схеме) города  и адрес этого предприятия.  В случае, когда предприятие имеет  несколько промплощадок или запрос  делается для группы предприятий,  все сведения указываются для  каждой промплощадки.

5) Перечень вредных  веществ, выбрасываемых предприятиями  (объектами).

6) Расчетный срок, на который запрашивается фон,  сроки ввода первой очереди  строительства и развития предприятия  на полную мощность

 

 

  Под временно согласованным выбросом (ВСВ) следует понимать временный лимит выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного предельно допустимого выброса.

Основанием для установления  временно согласованного выброса (ВСВ) загрязняющего вещества в атмосферу может являться:

• превышение фоновой концентрации загрязняющего вещества в месте расположения малого предприятия над значениями предельно допустимых концентраций ПДК);
• наличие объективных технических или экономических причин, не допускающих достижения предприятием норматива предельно допустимых выбросов (ПДВ) в настоящее время.

    Разработка предельно допустимых и временно согласованных выбросов обеспечивается юридическим лицом, имеющим стационарные источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, на основе:

• проектной документации (в отношении вводимых в эксплуатацию новых и (или) реконструированных объектов хозяйственной и иной деятельности) и
• данных инвентаризации выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух (в отношении действующих объектов хозяйственной и иной деятельности).

     В качестве разработчика проекта нормативов предельно допустимых выбросов может выступать при наличии специалистов, имеющих экологическое образование, либо

• специализированная организация, либо
• само предприятие-природопользователь.

    Разработка проекта нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу базируется на применении следующих основных правил:

Правило 1. Каждый субъект хозяйственной деятельности, являющийся источником загрязнения атмосферного воздуха, обязан иметь согласованный проект нормативов ПДВ.

Правило 2. Норматив ПДВ устанавливается по каждому загрязняющему веществу (или группе суммации) для каждого источника выброса загрязняющих веществ в атмосферу и предприятия в целом. Для неорганизованных выбросов и совокупности мелких одиночных источников (вентиляционные выбросы из одного производственного помещения, от одной расположенной в помещении или на открытом воздухе установки, аэрационных фонарей, вентиляционных шахт и т.д.) устанавливают суммарный ПДВ

Правило 3. Норматив ПДВ должен задавать объем выброса вещества в единицу времени, при котором выбросы рассматриваемого источника в совокупности с выбросами других источников города не должны создавать в зоне воздействия предприятия приземных концентраций, превышающих ПДК.