Разрушение верхних плодородных слоев почвы ветром (ветровая) или водой (водная) – эрозия почв. Выделяют также пастбищную, военную, промышленную, ирригационную и другие виды эрозии.
В процессе хозяйственной деятельности при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах развивается вторичное засоление почв.
Основные загрязнители почвы:
1) минеральные удобрения;
2) пестициды;
3) отходы производства;
4) газопылевые выбросы в атмосферу;
5) нефть и нефтепродукты.
Антропогенные воздействия на почву приводят к деградации земель (нарушению их саморегуляции и плодородия).
Одним из проявлений деградации является опустынивание (процесс необратимого изменения почвы, растительности, биопродуктивности, приводящий к превращению территории в пустыню).
Отчуждение земель – необратимое нарушение почвенного покрова при строительстве поселков, городов и др.
Воздействие человека на горные породы и их массивы проявляется при инженерно-хозяйственной деятельности и обусловлено сжатием, сдвигами, осушением, вибрациями и др.
Основные антропогенные воздействия на породу – динамические (взрывы) и статические (нагрузки от зданий) нагрузки, электрическое (искусственно создаваемое электрическое поле) и тепловое (повышение температуры горных пород, приводящее к их спеканию) воздействие.
В результате инженерно-хозяйственного освоения массивы горных пород также подвергаются воздействию человека, что приводит к следующим процессам:
1) оползня – скольжению горных пород по склонам под действием своего веса и нагрузки (сейсмической или вибрационной);
2) карсту – растворению горных пород (например, гипса, известняка) под действием воды и образованию подземных пустот, сопровождающимся провалом земной поверхности;
3) подтоплению – повышению уровня грунтовых вод до критических величин, связанному с деятельностью человека. Антропогенное воздействие на недра (верхняя часть земной коры, в которой возможна добыча полезных ископаемых) заключается в извлечении и переработке огромного количества горных пород, выкачивании подземных вод, накоплении гор отходов.
Недра являются источником минерально-сырьевых ресурсов и огромных запасов энергии. Однако разработка недр, а также транспортировка минерального сырья и его переработка оказывают вредное воздействие на окружающую природную среду и ее качество.
31. Круговорот веществ в природе. Биогеохимические циклы
В природе существуют большой и малый круговороты веществ. Большой, или геологический, круговорот перераспределяет вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли. Малый, или биогеохимический, круговорот веществ происходит только в биосфере; в результате него из неорганических соединений образуется живое вещество посредством фотосинтеза и при разложении осуществляется переход органического вещества в неорганические соединения.
В. И. Вернадский назвал круговорот отдельных веществ биогеохимическими циклами.
Суть цикла заключается в том, что химические элементы сначала попадают в организм, затем из него в абиотическую среду и через какой-то промежуток времени снова возвращаются в организм и т. д. Данные элементы называют биофильными. Биогеохимические циклы и общий круговорот обеспечивают в биосфере основные функции живого вещества (по В. И. Вернадскому):
1) газовую (атмосферные и подземные газы имеют биогенное происхождение и являются продуктами разложения мертвой органики);
2) концентрационную (способность организмов накапливать в телах многие химические элементы);
3) окислительно-восстановительную (водные организмы регулируют кислородный режим и способствуют растворению или осаждению ряда металлов и неметаллов с переменной валентностью);
4) биохимическую (размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества);
5) биогеохимическую деятельность человека (использование человеком веществ земной коры для своих нужд).
В биогеохимических круговоротах различают резервный фонд (значительную массу движущихся веществ, которые не связаны с организмами) и обменный фонд (небольшой и активный, основанный на прямом обмене биогенным веществом между организмами и окружающей средой).
В биосфере выделяют газовый цикл с резервным фондом в атмосфере и гидросфере и осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.
Наиболее жизненно важными являются вещества, входящие в состав белковых молекул, – углерод, кислород, азот, фосфор и сера. Биогеохимические циклы углерода, кислорода и азота вследствие большого содержания в атмосфере обладают способностью к быстрой саморегуляции. Так, скорость полной замены диоксида углерода в атмосфере – около 300 лет. Главный резерв биологически связанного углерода– леса, содержащие до 500 млрд т данного элемента.
Скорость круговорота кислорода составляет 2 тыс. лет. Основным источником кислорода на нашей планете являются зеленые растения, производящие на суше 53 х 109 т и в океанах – 414 х 109 т кислорода ежегодно.
Круговорот фосфора и серы – осадочный биогеохимический цикл.
32. Взаимоотношения организма и среды
Совокупность абиотических и биотических условий жизни организма, называется средой его обитания. Свойства окружающей среды постоянно меняются, и любой организм для того, чтобы выжить, вынужден приспосабливаться к этим условиям. Адаптация влияет на строение и функции организмов и их органов и развивается под действием трех основных факторов – изменчивости, наследственности, естественного и искусственного отбора. Основные виды адаптации организмов к факторам внешней среды обусловлены наследственно, так как он и формировались в процессе эволюции и изменялись вместе с экологическими факторами.
Выделяют следующие основные среды обитания, освоенные живыми организмами:
1) водную;
2) наземно-воздушную;
3) почвенную;
4) собственно живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.
Определенные условия среды, оказывающие
специфическое воздействие на организм, – экологические факторы среды. Эти факторы подразделяют на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы – совокупность факторов неорганической среды, оказывающие влияние на жизнь и распространение растений и животных. Абиотические факторы включают физические, химические (например, соленость воды) и эдафические факторы.
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания (Ю. П. Хрусталев, 1996 г.). Организмы, образуя сообщества, вынуждены бороться за пищевые ресурсы и территорию. Различают внутривидовую и межвидовую конкуренцию. Внутривидовая конкуренция характеризуется в основном борьбой за территорию, а межвидовая более разнообразна.
Типы взаимодействий:
1 ) конкуренция – виды оказывают друг на друга негативное воздействие;
2) мутуализм – облигатный симбиоз (виды не могут существовать друг без друга);
3) протокооперация – факультативный симбиоз (виды могут существовать отдельно, но совместное существование приносит им обоим пользу, например, актинии и крабы);
4) комменсализм – один вид извлекает пользу от сожительства, другой вид– нет, например, обитатели нор;
5) нейтрализм – виды не оказывают друг на друга никакого влияния;
6) аменсализм – один вид угнетает рост и размножение другого, например, сосуществование крупных и мелких растений;
7) хищничество – поедание одного вида (жертва) другим видом (хищник);
8) паразитизм – паразит тормозит рост и развитие хозяина.
Антропогенные факторы – факторы, возникающие в результате деятельности человека, например, уничтожение лесов, загрязнение и т. п.
33. Основные лимитирующие факторы. Экологическая валентность
Температура является важнейшим лимитирующим (ограничивающим) фактором. Для любого вида пределами толерантности служат максимальная и минимальная летальные температуры, за их пределами вид погибает от холода или жары.
Живые организмы могут жить при температуре от 0 до 50 °C за некоторым исключением. При оптимальных значениях температуры (оптимальный интервал) организмы чувствуют себя комфортно, размножаются, наблюдается рост численности популяции. В участках температурного предела жизни (пониженной жизнедеятельности) организмы угнетены.
При возрастании жары в пределах верхней границы стойкости и похолодании в пределах нижней границы стойкости организмы попадают в зону смерти и погибают.
Данный пример иллюстрирует общий закон биологической стойкости, который применим к важным лимитирующим факторам. Оптимальный интервал характеризует стойкость организмов (толерантность к этому фактору) или экологическую валентность.
В процессе адаптации по отношению к температуре появились пойкилотермные (температура тела меняется при изменении температуры окружающей среды, например, пресмыкающиеся, насекомые и др.) и гомойотермные (постоянная температура тела, независящая от температуры окружающей среды) животные.
Важными лимитирующими факторами, помимо температуры, являются свет и вода.
Большое значение для организмов имеет интенсивность освещения, в зависимости от нее все растения подразделяются на:
1) светолюбивые, или гелиофиты;
2) тенелюбивые, или сциофиты;
3) теневыносливые.
Вода – лимитирующий фактор для организмов, живущих в наземных и водных местообитаниях. Этот фактор в наземно-воздушной среде характеризуется вел