Ni okoljski dejavnik. Osnove ekologije

Zagotovo je vsak od nas opazil, kako se rastline iste vrste dobro razvijajo v gozdu, vendar se slabo počutijo na odprtih prostorih. Ali pa imajo na primer nekatere vrste sesalcev velike populacije, druge pa so pod navidez enakimi pogoji bolj omejene. Vsa živa bitja na Zemlji tako ali drugače spoštujejo svoje zakone in pravila. Z njihovim preučevanjem se ukvarja ekologija. Ena od temeljnih trditev je Liebigov zakon minimuma

Omejevanje, kaj je to?

Nemški kemik in ustanovitelj kmetijske kemije, profesor Justus von Liebig, je naredil številna odkritja. Eno najbolj znanih in priznanih je odkritje temeljnega omejevalnega dejavnika. Oblikoval ga je leta 1840, kasneje pa ga je dopolnil in posplošil Shelford. Zakon pravi, da je za vsak živi organizem najpomembnejši dejavnik tisti, ki v večji meri odstopa od njegove optimalne vrednosti. Z drugimi besedami, obstoj živali ali rastline je odvisen od stopnje izražanja (najmanj ali največ) določenega stanja. Posamezniki se skozi življenje srečujejo z različnimi omejevalnimi dejavniki.

"Liebigov sod"

Dejavniki, ki omejujejo vitalno aktivnost organizmov, so lahko različni. Oblikovani zakon se še vedno aktivno uporablja v kmetijstvu. J. Liebig je ugotovil, da je produktivnost rastlin odvisna predvsem od mineralne (hranilne) snovi, ki je najbolj šibko izražena v tleh. Na primer, če je dušika v tleh le 10% zahtevane norme, fosforja pa 20%, potem je dejavnik, ki omejuje normalen razvoj, pomanjkanje prvega elementa. Zato je treba v tla najprej vnesti gnojila, ki vsebujejo dušik. Pomen zakona je bil čim bolj jasno in jasno določen v tako imenovanem "Liebigovem sodu" (slika zgoraj). Njegovo bistvo je, da ko se posoda napolni, začne voda prelivati ​​čez rob, kjer je najkrajša deska, dolžina preostanka pa ni več pomembna.

Voda

Ta dejavnik je v primerjavi z drugimi najhujši in pomemben. Voda je osnova življenja, saj ima pomembno vlogo v življenju posamezne celice in celotnega organizma kot celote. Ohranjanje njegove količine na ustrezni ravni je ena glavnih fizioloških funkcij katere koli rastline ali živali. Voda kot dejavnik, ki omejuje življenjsko aktivnost, je posledica neenakomerne porazdelitve vlage po zemeljskem površju skozi vse leto. V procesu evolucije so se številni organizmi prilagodili na gospodarno porabo vlage in doživljajo suho obdobje v stanju mirovanja ali počitka. Ta dejavnik je najbolj izrazit v puščavah in polpuščavah, kjer je zelo redka in svojevrstna flora in favna.

Svetloba

Svetloba, ki prihaja v obliki sončnega sevanja, zagotavlja vse življenjske procese na planetu. Za organizme so pomembni njegova valovna dolžina, trajanje izpostavljenosti in intenzivnost sevanja. Glede na te kazalnike se organizem prilagaja okoljskim razmeram. Kot dejavnik, ki omejuje obstoj, je še posebej izrazit v velikih morskih globinah. Na primer, rastlin na globini 200 m ni več. V povezavi z osvetlitvijo tu "delujeta" vsaj še dva omejujoča dejavnika: tlak in koncentracija kisika. To lahko primerjamo s tropskimi deževnimi gozdovi Južne Amerike, kot najugodnejšim ozemljem za življenje.

Sobna temperatura

Ni skrivnost, da so vsi fiziološki procesi v telesu odvisni od zunanje in notranje temperature. Poleg tega je večina vrst prilagojenih na precej ozko območje (15-30 °C). Odvisnost je še posebej izrazita pri organizmih, ki niso sposobni samostojno vzdrževati stalne telesne temperature, na primer plazilci (plazilci). V procesu evolucije se je oblikovalo veliko prilagoditev za premagovanje tega omejenega dejavnika. Torej, v vročem vremenu, da bi se izognili pregrevanju v rastlinah, se poveča skozi stomate, pri živalih - skozi kožo in dihalni sistem, pa tudi vedenjske značilnosti (skrite se v senci, rovih itd.).

Onesnaževala

Vrednosti ni mogoče podcenjevati. Zadnjih nekaj stoletij je za človeka zaznamoval hiter tehnični napredek, hiter razvoj industrije. To je privedlo do dejstva, da so se škodljive emisije v vodna telesa, tla in ozračje večkrat povečale. Kateri dejavnik omejuje to ali ono vrsto, je mogoče razumeti šele po raziskavah. To stanje pojasnjuje dejstvo, da se je vrstna pestrost posameznih regij ali območij do neprepoznavnosti spremenila. Organizmi se spreminjajo in prilagajajo, eden nadomešča drugega.

Vse to so glavni dejavniki, ki omejujejo življenje. Poleg njih je še veliko drugih, ki jih je preprosto nemogoče našteti. Vsaka vrsta in celo posameznik je individualen, zato bodo omejevalni dejavniki zelo raznoliki. Na primer, za postrv je pomemben odstotek kisika, raztopljenega v vodi, za rastline - količinska in kakovostna sestava opraševalnih žuželk itd.

Vsi živi organizmi imajo določene meje vzdržljivosti za enega ali drugega omejevalnega dejavnika. Nekateri so dovolj široki, drugi so ozki. Glede na ta indikator se razlikujejo evribionti in stenobionti. Prvi so sposobni prenašati veliko amplitudo nihanj različnih omejujočih dejavnikov. Na primer, življenje povsod od step do gozdne tundre, volkov itd. Stenobionti, nasprotno, lahko prenesejo zelo ozka nihanja in vključujejo skoraj vse rastline deževnega gozda.

Opredelitev

ekologija- je znanost o odnosu organizmov med seboj in z okoliško neživo naravo.

Izraz "ekologija" je leta 1866 v znanstveno rabo uvedel nemški zoolog in evolucionist, privrženec Charlesa Darwina E. Haeckla.

Ekološke naloge:

Proučevanje prostorske porazdelitve in prilagoditvenih sposobnosti živih organizmov, njihove vloge v ciklu snovi (ekologija posameznikov ali avtekologija).

Študija dinamike in strukture prebivalstva (populacijska ekologija).

Proučevanje sestave in prostorske strukture združb, kroženja snovi in ​​energije v biosistemih (ekologija skupnosti oz. ekologija ekosistemov).

Proučevanje interakcije z okoljem posameznih taksonomskih skupin organizmov (ekologija rastlin, ekologija živali, ekologija mikroorganizmov itd.).

Proučevanje različnih ekosistemov: voda (hidrobiologija), gozd (gozdarstvo).

Rekonstrukcija in proučevanje razvoja starodavnih skupnosti (paleoekologija).

Ekologija je tesno povezana z drugimi vedami: fiziologijo, genetiko, fiziko, geografijo in biogeografijo, geologijo in evolucijsko teorijo.

Pri okoljskih izračunih se uporabljajo metode matematičnega in računalniškega modeliranja, metoda statistične analize podatkov.

okoljski dejavniki

Okoljski dejavniki- sestavine okolja, ki vplivajo na živi organizem.

Obstoj določene vrste je odvisen od kombinacije številnih različnih dejavnikov. Poleg tega je za vsako vrsto zelo specifičen pomen posameznih dejavnikov, pa tudi njihove kombinacije.

Vrste okoljskih dejavnikov:

Abiotski dejavniki- dejavniki nežive narave, ki neposredno ali posredno delujejo na telo.
Primeri: relief, temperatura in vlažnost, svetloba, tok in veter.

Biotski dejavniki- dejavniki narave, ki vplivajo na telo.
Primeri: mikroorganizmi, živali in rastline.

Antropogeni dejavniki- dejavniki, povezani s človekovo dejavnostjo.
Primeri: gradnja cest, oranje, industrija in promet.

Abiotski dejavniki

klimatski: letna vsota temperatur, povprečna letna temperatura, vlažnost, zračni tlak;

Razširi

Razširi

EKOLOŠKE SKUPINE RASTLIN

V zvezi z izmenjavo vode

hidrofiti - rastline, ki nenehno živijo v vodi;

hidrofiti - rastline, ki so delno potopljene v vodo;

helofiti - močvirske rastline;

higrofiti - kopenske rastline, ki živijo na preveč vlažnih mestih;

mezofiti - rastline, ki imajo raje zmerno vlago;

kserofiti - rastline, prilagojene stalnemu pomanjkanju vlage (vključno z sukulente- rastline, ki kopičijo vodo v svojih telesnih tkivih (na primer Crassula in kaktusi);

sklerofiti so na sušo odporne rastline z močnimi, usnjatimi listi in stebli.

edafska (tla): mehanska sestava tal, zračna prepustnost tal, kislost tal, kemična sestava tal;

EKOLOŠKE SKUPINE RASTLIN

V zvezi z rodovitnostjo tal Razlikujejo se naslednje ekološke skupine rastlin:

oligotrofi - rastline revnih, neplodnih tal (škotski bor);

mezotrofi - rastline z zmerno potrebo po hranilih (večina gozdnih rastlin zmernih zemljepisnih širin);

evtrofne - rastline, ki zahtevajo veliko količino hranil v tleh (hrast, leska, protin).

EKOLOŠKE SKUPINE RASTLIN

Vse rastline v odnosu do sveta lahko razdelimo v tri skupine: heliofiti, sciofiti, fakultativni heliofiti.

Heliofiti so svetloboljubne rastline (stepske in travničke trave, rastline tundre, zgodnje spomladanske rastline, večina gojenih rastlin v odprtem tleh, veliko plevelov).

Sciofiti so rastline, ki ljubijo senco (gozdne trave).

Fakultativni heliofiti so rastline, odporne na senco, ki se lahko razvijajo tako z zelo veliko kot z majhno količino svetlobe (navadna smreka, norveški javor, navadni gaber, leska, glog, jagoda, poljska geranija, številne sobne rastline).

Kombinacija različnih abiotskih dejavnikov določa porazdelitev vrst organizmov v različnih regijah sveta. Določene biološke vrste ne najdemo povsod, ampak na območjih, kjer so potrebni pogoji za njen obstoj.

fitogenost - vpliv rastlin;

mikogeni - vpliv gliv;

zoogeni - vpliv živali;

mikrobiogeni - vpliv mikroorganizmov.

ANTROPOGENI DEJAVNIKI

Čeprav človek vpliva na živo naravo s spremembo abiotskih dejavnikov in biotskih razmerij med vrstami, se dejavnosti ljudi na planetu razlikujejo kot posebna sila.

fizični: uporaba jedrske energije, potovanja z vlaki in letali, vpliv hrupa in vibracij;

kemična: uporaba mineralnih gnojil in pesticidov, onesnaževanje zemeljskih lupin z industrijskimi in transportnimi odpadki;

biološki: hrana; organizmi, ki jim je človek lahko habitat ali vir hrane;

socialno - povezano z odnosi ljudi in življenjem v družbi: interakcija z domačimi živalmi, sinantropskimi vrstami (muhe, podgane itd.), uporaba cirkuških in domačih živali.

Glavni načini antropogenega vpliva so: uvoz rastlin in živali, zmanjševanje habitatov in uničevanje vrst, neposredni vpliv na vegetacijo, oranje zemlje, sečnja in sežiganje gozdov, paša domačih živali, košnja, izsuševanje, namakanje in zalivanje, onesnaževanje zraka, nastanek smetišč in puščav, nastanek kulturnih fitocenoz. Temu je treba prišteti še različne oblike kmetijske in živinorejske dejavnosti, ukrepe za varstvo rastlin, zaščito redkih in eksotičnih vrst, lov živali, njihovo aklimatizacijo itd.

Vpliv antropogenega dejavnika se od pojava človeka na Zemlji nenehno povečuje.

EKOLOŠKI OPTIMUM POGLEDA

Možno je ugotoviti splošno naravo vpliva okoljskih dejavnikov na živi organizem. Vsak organizem ima določen nabor prilagoditev na okoljske dejavnike in uspešno obstaja le v določenih mejah njihove variabilnosti.

Ekološki optimum- vrednost enega ali več okoljskih dejavnikov, ki so najugodnejši za obstoj dane vrste ali skupnosti.

Razširi

Optimalna cona- to je obseg dejavnika, ki je najbolj ugoden za življenje te vrste.

Odstopanja od optimalnega določajo conezatiranje (območjapesimizem). Čim močnejše je odstopanje od optimalnega, bolj izrazit je zaviralni učinek tega faktorja na organizme.

Kritične točke- minimalne in maksimalne tolerirane vrednosti faktorja, za katerim organizem umre.

Tolerančno območje- obseg vrednosti okoljskega dejavnika, v katerem je možen obstoj organizma.

Vsak organizem ima svoje maksimume, optimume in minimume okoljskih dejavnikov. Na primer, hišna muha lahko prenese temperaturna nihanja od 7 do 50 ° C, človeški okrogli črv pa živi le pri temperaturi človeškega telesa.

EKOLOŠKA NIŠA

ekološka niša- niz okoljskih dejavnikov (abiotskih in biotskih), ki so potrebni za obstoj določene vrste.

Ekološka niša označuje način življenja organizma, pogoje njegovega habitata in prehrane. V nasprotju z nišo se koncept habitata nanaša na ozemlje, kjer živi organizem, to je njegov »naslov«. Na primer, rastlinojedi prebivalci stepe - krava in kenguru - zasedajo isto ekološko nišo, vendar imajo različne habitate. Nasprotno, prebivalci gozda - veverica in los, sorodna tudi rastlinojedim živalim - zasedajo različne ekološke niše.

Ekološka niša vedno določa razporeditev organizma in njegovo vlogo v skupnosti.

V isti skupnosti dve vrsti ne moreta zasedati iste ekološke niše.

OMEJITNI DEJAVNIK

Omejevalni (omejevalni) faktor- vsak dejavnik, ki omejuje razvoj ali obstoj organizma, vrste ali skupnosti.

Na primer, če v tleh primanjkuje določenega mikrohranila, to povzroči zmanjšanje produktivnosti rastlin. Zaradi pomanjkanja hrane žuželke, ki se hranijo s temi rastlinami, poginejo. Slednje se odraža v preživetju entomofagnih plenilcev: drugih žuželk, ptic in dvoživk.

Omejevalni dejavniki določajo območje razširjenosti vsake vrste. Na primer, širjenje številnih vrst živali proti severu omejuje pomanjkanje toplote in svetlobe, proti jugu pa pomanjkanje vlage.

Shelfordov zakon strpnosti

Omejevalni dejavnik, ki omejuje razvoj organizma, je lahko tako minimalni kot največji vpliv na okolje.

Zakon strpnosti je mogoče oblikovati bolj preprosto: slabo je tako premalo kot prehranjevati rastlino ali žival.

Iz tega zakona izhaja posledica: vsak presežek snovi ali energije je onesnaževalna komponenta. Na primer, na sušnih območjih je odvečna voda škodljiva, voda pa se lahko obravnava kot onesnaževalo.

Torej, za vsako vrsto obstajajo omejitve vrednosti vitalnih dejavnikov abiotskega okolja, ki omejujejo območje njene tolerance (stabilnosti). Živ organizem lahko obstaja v določenem območju vrednosti faktorjev. Čim širši je ta interval, tem večja je odpornost organizma. Zakon tolerance je eden temeljnih v sodobni ekologiji.

PRAVILNOSTI DELOVANJA OKOLJSKIH DEJAVNIKOV

ZAKON OPTIMALNEGA

Zakon Optimuma

Vsak okoljski dejavnik ima določene meje pozitivnega vpliva na žive organizme.

Dejavniki pozitivno vplivajo na organizme le v določenih mejah. Njihovo nezadostno ali pretirano delovanje negativno vpliva na organizme.

Zakon optimuma je univerzalen. Opredeljuje meje pogojev, pod katerimi je možen obstoj vrst, pa tudi mero variabilnosti teh pogojev.

Stenobioti- visoko specializirane vrste, ki lahko živijo le v razmeroma stalnih razmerah. Na primer, globokomorske ribe, iglokožci, raki ne prenašajo temperaturnih nihanj niti znotraj 2–3 °C. Rastline vlažnih rastišč (močvirski ognjič, impatiens ipd.) takoj ovenejo, če zrak okoli njih ni nasičen z vodno paro.

evribionti- vrste z velikim razponom odpornosti (ekološko plastične vrste). Na primer kozmopolitske vrste.

Če je treba poudariti odnos do katerega koli dejavnika, uporabite kombinacije "steno-" in "evry-" glede na njegovo ime, na primer stenotermna vrsta - ne prenaša temperaturnih nihanj, euryhaline - sposobna živeti s širokim nihanja slanosti vode itd.

LIEBIGOV ZAKON MINIMUMA

Liebigov zakon minimuma ali zakon omejevalnega faktorja

Najpomembnejši dejavnik za organizem je tisti dejavnik, ki najbolj odstopa od svoje optimalne vrednosti.

Preživetje organizma je odvisno od tega minimalno (ali maksimalno) ekološkega dejavnika, ki je predstavljen v tem trenutku. V drugih časovnih obdobjih so lahko drugi dejavniki omejevalni. Posamezniki vrste se v svojem življenju srečujejo z različnimi omejitvami pri svoji življenjski dejavnosti. Torej je dejavnik, ki omejuje razširjenost jelenjadi, globina snežne odeje; metulji zimske zajemalke - zimska temperatura; in za lipana - koncentracijo kisika, raztopljenega v vodi.

Ta zakon se upošteva v praksi kmetijstva. Nemški kemik Justus von Liebig je ugotovil, da je produktivnost gojenih rastlin odvisna predvsem od hranila (mineralnega elementa), ki je prisoten v tleh. najšibkejši. Na primer, če je fosfor v tleh le 20% zahtevane stopnje, kalcij pa 50% stopnje, bo omejevalni dejavnik pomanjkanje fosforja; Najprej je treba v tla vnesti gnojila, ki vsebujejo fosfor.

Figurativni prikaz tega zakona je poimenovan po znanstveniku - tako imenovani "Liebigov sod" (glej sliko). Bistvo modela je, da se pri polnjenju soda voda začne prelivati ​​skozi najmanjšo desko v sodu in dolžina preostalih desk ni več pomembna.

INTERAKCIJA OKOLJSKIH DEJAVNIKOV

Sprememba intenzivnosti enega okoljskega dejavnika lahko zoži mejo vzdržljivosti organizma na drug dejavnik ali pa jo, nasprotno, poveča.

V naravnem okolju lahko vpliv dejavnikov na telo povzamemo, medsebojno krepimo ali kompenziramo.

seštevanje dejavnikov. Primer: visoka radioaktivnost okolja in hkratna vsebnost nitratnega dušika v pitni vodi in hrani večkrat povečata nevarnost za zdravje ljudi kot vsak od teh dejavnikov posebej.

Vzajemna krepitev (fenomen sinergije). Posledica tega je zmanjšanje vitalnosti organizma. Visoka vlažnost bistveno zmanjša odpornost telesa na visoke temperature. Zmanjšanje vsebnosti dušika v tleh vodi do zmanjšanja odpornosti žit na sušo.

Odškodnina. Primer: race, prepuščene prezimovanju v zmernih zemljepisnih širinah, nadomestijo pomanjkanje toplote z obilno hrano; revščina tal v vlažnem ekvatorialnem gozdu se kompenzira s hitrim in učinkovitim kroženjem snovi; na mestih, kjer je veliko stroncija, lahko mehkužci nadomestijo kalcij v svojih lupinah s stroncijem. Optimalna temperatura poveča toleranco na pomanjkanje vlage in hrane.

Hkrati pa nobenega od dejavnikov, potrebnih za telo, ni mogoče popolnoma nadomestiti z drugim. Na primer, pomanjkanje vlage upočasni proces fotosinteze tudi pri optimalni osvetlitvi in ​​koncentraciji $CO_2$ v ozračju; pomanjkanja toplote ni mogoče nadomestiti z obilico svetlobe, mineralnih elementov, potrebnih za prehrano rastlin, pa ni mogoče nadomestiti z vodo. Če torej vrednost vsaj enega od potrebnih faktorjev presega tolerančno območje, postane obstoj organizma nemogoč (glej Liebigov zakon).

Intenzivnost vpliva okoljskih dejavnikov je neposredno odvisna od trajanja tega vpliva. Dolgotrajna izpostavljenost visokim ali nizkim temperaturam je škodljiva za številne rastline, medtem ko rastline normalno prenašajo kratkotrajne padce.

Tako okoljski dejavniki delujejo na organizme skupaj in hkrati. Prisotnost in blaginja organizmov v določenem habitatu sta odvisna od cele vrste pogojev.

Okoljski dejavniki in koncept ekološke niše

Koncept okoljskega dejavnika

1.1.1. Pojem okoljskih dejavnikov in njihova razvrstitev

Z okoljskega vidika sreda - To so naravna telesa in pojavi, s katerimi je organizem v neposredni ali posredni zvezi. Za okolje, ki obdaja telo, je značilna velika raznolikost, sestavljeno iz številnih elementov, pojavov, pogojev, ki so dinamični v času in prostoru, ki se štejejo za dejavniki .

Okoljski dejavnik - je katera koli stanje okolja, ki lahko neposredno ali posredno vpliva na žive organizme, vsaj v eni od faz njihovega individualnega razvoja. Po drugi strani se organizem na okoljski dejavnik odzove s posebnimi prilagoditvenimi reakcijami.

tako, okoljski dejavniki- to so vsi elementi naravnega okolja, ki vplivajo na obstoj in razvoj organizmov ter na katera živa bitja reagirajo s prilagoditvenimi reakcijami (smrt nastopi izven sposobnosti prilagajanja).

Treba je opozoriti, da v naravi okoljski dejavniki delujejo kompleksno. To je še posebej pomembno upoštevati pri ocenjevanju vpliva kemičnih onesnaževal. V tem primeru "popoln" učinek, ko se negativni učinek ene snovi prekrije z negativnim učinkom drugih, k temu pa se doda še vpliv stresne situacije, hrupa in različnih fizičnih polj, bistveno spremeni vrednosti MPC. podano v referenčnih knjigah. Ta učinek se imenuje sinergijski.

Najpomembnejši koncept je omejevalni faktor, to je raven (doza) katere se približuje meji vzdržljivosti organizma, katere koncentracija je nižja ali višja od optimalne. Ta koncept opredeljujejo Liebigovi (1840) minimalni zakoni in Shelfordovi (1913) zakoni tolerance. Najpogosteje omejujoči dejavniki so temperatura, svetloba, hranila, tokovi in ​​pritiski v okolju, požari itd.

Najpogostejši so organizmi s širokim razponom tolerance na vse okoljske dejavnike. Najvišja toleranca je značilna za bakterije in modrozelene alge, ki preživijo v širokem razponu temperatur, sevanja, slanosti, pH itd.

Ekološke študije, povezane z ugotavljanjem vpliva okoljskih dejavnikov na obstoj in razvoj določenih vrst organizmov, odnos organizma z okoljem, so predmet znanosti. avtekologija . Oddelek ekologije, ki proučuje združenja populacij različnih rastlinskih, živalskih, mikrobnih vrst (biocenoz), načine njihovega nastanka in interakcije z okoljem, se imenuje sinekologija . V mejah sinekologije, fitocenologije ali geobotanike (predmet preučevanja so rastlinske skupine) ločimo biocenologijo (skupine živali).

Tako je pojem ekološki dejavnik eden najsplošnejših in izjemno širokih pojmov ekologije. V skladu s tem se je naloga razvrščanja okoljskih dejavnikov izkazala za zelo težko, zato še vedno ni splošno sprejete različice. Hkrati je bil dosežen dogovor o smotrnosti uporabe določenih značilnosti pri klasifikaciji okoljskih dejavnikov.

Tradicionalno se razlikujejo tri skupine okoljskih dejavnikov:

1) abiotično (anorganski pogoji - kemični in fizikalni, kot so sestava zraka, vode, tal, temperatura, svetloba, vlažnost, sevanje, tlak itd.);

2) biotični (oblike interakcije med organizmi);

3) antropogena (oblike človekove dejavnosti).

Danes ločimo deset skupin okoljskih dejavnikov (skupno število je približno šestdeset), združenih v posebno klasifikacijo:

1. po času - dejavniki časa (evolucijski, zgodovinski, delujoči), periodičnosti (periodični in neperiodični), primarni in sekundarni;

2. po izvoru (kozmični, abiotski, biotski, naravni, tehnogeni, antropogeni);

3. glede na okolje pojavljanja (atmosfersko, vodno, geomorfološko, ekosistemsko);

4. po naravi (informacijski, fizikalni, kemični, energetski, biogeni, kompleksni, klimatski);

5. po predmetu vpliva (individualni, skupinski, specifični, družbeni);

6. glede na stopnjo vpliva (smrtonosna, ekstremna, omejujoča, moteča, mutagena, teratogena);

7. glede na pogoje delovanja (odvisno ali neodvisno od gostote);

8. po spektru vpliva (selektivno ali splošno delovanje).

Najprej so okoljski dejavniki razdeljeni na zunanji (eksogeni oz entopični) in domači (endogena) v zvezi s tem ekosistemom.

Za zunanji vključujejo dejavnike, katerih dejanja v takšni ali drugačni meri določajo spremembe, ki se dogajajo v ekosistemu, sami pa praktično ne doživljajo njegovega povratnega vpliva. To so sončno sevanje, intenzivnost padavin, atmosferski tlak, hitrost vetra, hitrost toka itd.

Za razliko od njih notranji dejavniki korelirajo z lastnostmi samega ekosistema (ali njegovih posameznih komponent) in dejansko oblikujejo njegovo sestavo. Takšne so število in biomasa populacij, zaloge različnih snovi, značilnosti površinske plasti zraka, vode ali talne mase itd.

Drugo skupno načelo klasifikacije je delitev dejavnikov na biotični in abiotično . Prvi vključujejo različne spremenljivke, ki označujejo lastnosti žive snovi, drugi pa nežive sestavine ekosistema in njegovega okolja. Delitev dejavnikov na endogene - eksogene in biotične - abiotske ne sovpadata. Zlasti obstajajo tako eksogeni biotski dejavniki, na primer intenzivnost vnosa semen določene vrste v ekosistem od zunaj, kot endogeni abiotski dejavniki, kot sta koncentracija O 2 ali CO 2 v površinskem sloju zrak ali voda.

V okoljski literaturi je razširjena razvrstitev dejavnikov po splošno naravo njihovega izvora oz predmet vpliva. Med eksogenimi dejavniki so na primer meteorološki (klimatski), geološki, hidrološki, migracijski (biogeografski), antropogeni dejavniki, med endogenimi pa mikrometeorološki (bioklimatski), talni (edafski), vodni in biotski.

Pomemben kazalnik klasifikacije je narava dinamike okoljski dejavniki, zlasti prisotnost ali odsotnost njegove periodičnosti (dnevne, lunarne, sezonske, dolgoročne). To je posledica dejstva, da prilagoditvene reakcije organizmov na določene okoljske dejavnike določa stopnja konstantnosti vpliva teh dejavnikov, to je njihova periodičnost.

Biolog A.S. Monchadsky (1958) je izpostavil primarne periodične dejavnike, sekundarne periodične dejavnike in neperiodične dejavnike.

Za primarni periodični dejavniki so predvsem pojavi, povezani z vrtenjem Zemlje: menjava letnih časov, dnevna sprememba osvetlitve, plimski pojavi itd. Ti dejavniki, za katere je značilna pravilna periodičnost, so delovali že pred pojavom življenja na Zemlji in nastajajoči živi organizmi so se jim morali takoj prilagoditi.

Sekundarni periodični dejavniki - posledica primarne periodike: na primer vlažnost, temperatura, padavine, dinamika rastlinske hrane, vsebnost raztopljenih plinov v vodi itd.

Za neperiodična vključujejo dejavnike, ki nimajo pravilne periodičnosti, cikličnosti. To so dejavniki tal in tal, vse vrste naravnih pojavov. Antropogene vplive na okolje pogosto imenujemo neperiodični dejavniki, ki se lahko pojavijo nenadoma in neredno. Ker je dinamika naravnih periodičnih dejavnikov ena od gonilnih sil naravne selekcije in evolucije, živi organizmi praviloma nimajo časa, da bi razvili prilagoditvene reakcije, na primer na ostro spremembo vsebnosti določenih nečistoč v telesu. okolje.

Med okoljskimi dejavniki pripada posebna vloga sumativno (aditivni) dejavniki, ki označujejo številčnost, biomaso ali gostoto populacij organizmov, pa tudi zaloge ali koncentracije različnih oblik snovi in ​​energije, katerih časovne spremembe so podvržene ohranitvenim zakonom. Takšni dejavniki se imenujejo virov . Govorijo na primer o virih toplote, vlage, organske in mineralne hrane itd. Nasprotno pa dejavniki, kot so intenzivnost in spektralna sestava sevanja, raven hrupa, redoks potencial, hitrost vetra ali toka, velikost in oblika hrane itd., ki močno vplivajo na organizme, ne uvrščamo med vire, ker .to. zanje ne veljajo ohranitveni zakoni.

Število možnih okoljskih dejavnikov se zdi potencialno neomejeno. Vendar pa po stopnji vpliva na organizme še zdaleč niso enakovredni, zaradi česar v ekosistemih različnih tipov nekateri dejavniki izstopajo kot najpomembnejši oz. imperativ . V kopenskih ekosistemih med eksogene dejavnike običajno uvrščamo intenzivnost sončnega sevanja, temperaturo in vlažnost zraka, intenzivnost padavin, hitrost vetra, hitrost vnosa tros, semen in drugih zarodkov ali dotok odraslih osebkov iz drugih ekosistemov. , kot tudi vse vrste antropogenih vplivov. Endogeni nujni dejavniki v kopenskih ekosistemih so naslednji:

1) mikrometeorološki - osvetlitev, temperatura in vlažnost površinske plasti zraka, vsebnost CO 2 in O 2 v njej;

2) tla - temperatura, vlažnost, prezračenost tal, fizikalne in mehanske lastnosti, kemična sestava, vsebnost humusa, razpoložljivost mineralnih hranilnih elementov, redoks potencial;

3) biotski - gostota populacij različnih vrst, njihova starostna in spolna sestava, morfološke, fiziološke in vedenjske značilnosti.

1.1.2. Prostor okoljskih dejavnikov in funkcija odziva organizmov na nabor okoljskih dejavnikov

Intenzivnost vpliva vsakega okoljskega dejavnika je mogoče numerično okarakterizirati, torej opisati z matematično spremenljivko, ki prevzame vrednost na določenem merilu.

Okoljske dejavnike lahko razvrstimo po moči glede na vpliv na organizem, populacijo, ekosistem, tj. uvrščen . Če se vrednost prvega vplivnega faktorja meri s spremenljivko X 1 , drugi - spremenljivka X 2 , … , n-th - spremenljivka x n itd., potem lahko celoten kompleks okoljskih dejavnikov predstavimo z zaporedjem ( X 1 , X 2 , … , x n, …). Za karakterizacijo nabora različnih kompleksov okoljskih dejavnikov, ki jih dobimo pri različnih vrednostih vsakega od njih, je priporočljivo uvesti pojem prostora okoljskih dejavnikov ali, z drugimi besedami, ekološki prostor.

Prostor okoljskih dejavnikov Evklidov prostor imenujemo, katerega koordinate primerjamo z razvrščenimi okoljskimi dejavniki:

Količinsko opredeliti vpliv okoljskih dejavnikov na vitalno aktivnost posameznikov, kot so stopnja rasti, razvoja, plodnosti, pričakovana življenjska doba, umrljivost, prehrana, metabolizem, motorična aktivnost itd. (naj jih oštevilčimo z indeksom k= 1, …, m), koncept f pri n do c in jaz X približno t do l in ka . Vrednosti, ki jih sprejema indikator s številko k v določenem obsegu, ko so različni okoljski dejavniki praviloma omejeni od spodaj in od zgoraj. Označi z segment na lestvici vrednosti enega od kazalnikov ( k th) življenje ekosistema.

odzivna funkcija k-ti kazalnik o skupnosti okoljskih dejavnikov ( X 1 , X 2 , … , x n, …) se imenuje funkcija φ k, ki predstavlja ekološki prostor E na lestvici jazk:

,

kateri na vsako točko ( X 1 , X 2 , … , x n, …) presledki E ujema s številko φ k(X 1 , X 2 , … , x n, …) na lestvici jazk .

Čeprav je število okoljskih dejavnikov potencialno neomejeno in so zato dimenzije ekološkega prostora neskončne. E in število argumentov odzivne funkcije φ k(X 1 , X 2 , … , x n, …), pravzaprav je mogoče na primer izolirati končno število dejavnikov n, ki se lahko uporabi za razlago določenega dela celotne variacije odzivne funkcije. Na primer, prvi 3 dejavniki lahko pojasnijo 80 % celotnega odstopanja kazalnika φ , prvih 5 dejavnikov - 95%, prvih 10 - 99% itd. Ostali, ki niso vključeni v število teh dejavnikov, nimajo odločilnega vpliva na preučevani kazalnik. Njihov vpliv je mogoče razumeti kot nekaj " ekološki"hrup, ki je prekrit z delovanjem imperativnih dejavnikov.

To omogoča iz neskončne dimenzije prostora E pojdi k temu n-dimenzionalni podprostor En in razmislite o zožitvi odzivne funkcije φ k na ta podprostor:

in kje εn+1 - naključno " okoljski hrup".

Vsak živi organizem ne potrebuje temperature, vlage, mineralnih in organskih snovi ali drugih dejavnikov nasploh, temveč njihov specifičen režim, torej nekaj zgornjih in spodnjih meja amplitude dovoljenih nihanj teh dejavnikov. Čim širše so meje katerega koli faktorja, višja je stabilnost, tj toleranca tega organizma.

V tipičnih primerih ima odzivna funkcija obliko konveksne krivulje, ki monotono narašča od minimalne vrednosti faktorja xj s (spodnja meja tolerance) do maksimuma pri optimalni vrednosti faktorja xj 0 in monotono pada na največjo vrednost faktorja xj e (zgornja meja tolerance).

Interval Xj = [xj s , xj e] se imenuje tolerančni interval o tem dejavniku in bistvu xj 0 , pri katerem odzivna funkcija doseže ekstrem, se kliče optimalna točka na ta faktor.

Isti okoljski dejavniki na različne načine vplivajo na organizme različnih vrst, ki živijo skupaj. Za nekatere so lahko ugodne, za druge pa ne. Pomemben element je reakcija organizmov na moč vpliva okoljskega dejavnika, katerega negativni učinek se lahko pojavi v primeru presežka ali pomanjkanja odmerka. Zato obstaja koncept ugodne doze oz optimalno območje faktor in pesimalne cone (razpon vrednosti odmerka dejavnika, v katerem se organizmi počutijo zatirane).

Merilo za določitev so razponi optimalnih in pesimalnih con ekološka valenca - sposobnost živega organizma, da se prilagaja spremembam okoljskih razmer. Kvantitativno se izraža z obsegom okolja, znotraj katerega vrsta običajno obstaja. Ekološka valenca različnih vrst je lahko zelo različna (severni jeleni lahko prenesejo nihanja temperature zraka od -55 do +25÷30°C, tropske korale pa umrejo tudi, ko se temperatura spremeni za 5-6°C). Glede na ekološko valenco delimo organizme na stenobiontov - z nizko prilagodljivostjo na okoljske spremembe (orhideje, postrv, daljnovzhodni lešnik, globokomorske ribe) in evribionti - z večjo prilagodljivostjo na okoljske spremembe (koloradski hrošč, miši, podgane, volkovi, ščurki, trstičje, pšenična trava). V mejah evribiontov in stenobiontov, odvisno od določenega dejavnika, delimo organizme na evritmične in stenotermne (po reakciji na temperaturo), evrihaline in stenohaline (po reakciji na slanost vodnega okolja), evritotije in stenofote (po reakciji na svetlobo). ).

Za izražanje relativne stopnje tolerance v ekologiji obstajajo številni izrazi, ki uporabljajo predpone steno -, kar pomeni ozko, in evry - - široka. Vrste, ki imajo ozek tolerančni interval (1), se imenujejo stenoeks in vrste s širokim tolerančnim intervalom (2) euryekami na ta faktor. Nujni dejavniki imajo svoje izraze:

po temperaturi: stenotermno - evritermno;

po vodi: stenohidrični - evrihidrični;

po slanosti: stenohalin - evrihalin;

po hrani: stenofag - evrifag;

glede na izbiro rastišča: stensko obarvano - evrioično.

1.1.3. Zakon omejevalnega faktorja

Prisotnost ali blaginja organizma v določenem habitatu je odvisna od kompleksa okoljskih dejavnikov. Za vsak dejavnik obstaja razpon tolerance, preko katerega organizem ne more obstajati. Nezmožnost blaginje ali odsotnost organizma določajo tisti dejavniki, katerih vrednote se približujejo ali presegajo toleranco.

omejevanje upoštevali bomo tak faktor, pri katerem je za dosego dane (majhne) relativne spremembe odzivne funkcije potrebna minimalna relativna sprememba tega faktorja. Če

potem bo omejevalni faktor Xl, torej omejevalni faktor je tisti, vzdolž katerega je usmerjen gradient odzivne funkcije.

Očitno je, da je gradient usmerjen vzdolž normale na mejo tolerančnega območja. In za omejevalni faktor je več možnosti, da ob vseh drugih enakih pogojih preseže območje tolerance. To pomeni, da je omejevalni faktor tisti, katerega vrednost je najbližja spodnji meji tolerančnega intervala. Ta koncept je znan kot " zakon minimuma "Liebig.

Ideja, da vzdržljivost organizma določa najšibkejši člen v verigi njegovih ekoloških potreb, je bila prvič jasno prikazana leta 1840. organski kemik J. Liebig, eden od ustanoviteljev kmetijske kemije, ki je teorija mineralne prehrane rastlin. Prvi je začel proučevati vpliv različnih dejavnikov na rast rastlin in ugotovil, da je pridelek pogosto omejen s hranili, ki jih ne potrebujemo v velikih količinah, kot sta ogljikov dioksid in voda, saj so te snovi običajno prisotne v okolju v v izobilju, vendar tiste, ki so potrebne v najmanjših količinah, na primer cink, bor ali železo, ki jih je v tleh zelo malo. Liebigov zaključek, da je "rast rastline odvisna od tistega elementa prehrane, ki je prisoten v minimalni količini", je postal znan kot Liebigov "zakon minimuma".

Po 70 letih je ameriški znanstvenik W. Shelford pokazal, da ne samo snov, ki je prisotna v minimumu, lahko določi donos ali sposobnost preživetja organizma, ampak lahko tudi presežek nekega elementa povzroči neželena odstopanja. Na primer, presežek živega srebra v človeškem telesu glede na določeno normo povzroča hude funkcionalne motnje. Ob pomanjkanju vode v tleh je rastlina težka asimilacija mineralnih hranilnih elementov, vendar presežek vode vodi do podobnih posledic: možno je zadušitev korenin, pojav anaerobnih procesov, zakisljevanje tla itd. Presežek in pomanjkanje pH v tleh prav tako zmanjšata pridelek na določeni lokaciji. Po W. Shelfordu se dejavniki, prisotni tako v presežku kot v pomanjkanju, imenujejo omejevalni, ustrezno pravilo pa zakon "omejevalnega faktorja" ali " zakon strpnosti ".

Zakon omejevalnega faktorja se upošteva pri ukrepih za varstvo okolja pred onesnaževanjem. Preseganje norme škodljivih nečistoč v zraku in vodi resno ogroža zdravje ljudi.

Oblikujemo lahko številna pomožna načela, ki dopolnjujejo "zakon tolerance":

1. Organizmi imajo lahko širok razpon tolerance za en dejavnik in ozek razpon za drugega.

2. Organizmi s širokim razponom tolerance na vse dejavnike so običajno najbolj razširjeni.

3. Če pogoji za en okoljski dejavnik niso optimalni za vrsto, se lahko obseg tolerance na druge okoljske dejavnike zoži.

4. V naravi se organizmi zelo pogosto znajdejo v razmerah, ki ne ustrezajo optimalnemu razponu enega ali drugega okoljskega dejavnika, ugotovljenega v laboratoriju.

5. Gnezditvena sezona je običajno kritična; v tem obdobju številni okoljski dejavniki pogosto postanejo omejujoči. Meje tolerance za plemenske posameznike, semena, zarodke in sadike so običajno ožje kot za negnezditvene odrasle rastline ali živali.

Dejanske meje tolerance v naravi so skoraj vedno ožje od potencialnega obsega aktivnosti. To je posledica dejstva, da presnovni stroški fiziološke regulacije pri ekstremnih vrednostih dejavnikov zožijo območje tolerance. Ko se razmere približujejo ekstremom, postaja prilagajanje vse dražje in telo vse manj zaščiteno pred drugimi dejavniki, kot so bolezni in plenilci.

1.1.4. Nekateri osnovni abiotski dejavniki

Abiotski dejavniki kopenskega okolja . Abiotska komponenta kopenskega okolja je skupek podnebnih in talno-zemeljskih dejavnikov, sestavljenih iz številnih dinamičnih elementov, ki vplivajo tako drug na drugega kot na živa bitja.

Glavni abiotski dejavniki kopenskega okolja so naslednji:

1) Svetleča energija, ki prihaja iz sonca (sevanje). V vesolju se širi v obliki elektromagnetnih valov. Služi kot glavni vir energije za večino procesov v ekosistemih. Po eni strani je neposreden učinek svetlobe na protoplazmo usoden za organizem, po drugi strani pa svetloba služi kot primarni vir energije, brez katere je življenje nemogoče. Zato so z rešitvijo tega problema povezane številne morfološke in vedenjske značilnosti organizmov. Svetloba ni le vitalni dejavnik, ampak tudi omejujoč, tako na najvišji kot na minimalni ravni. Približno 99% celotne energije sončnega sevanja predstavljajo žarki z valovno dolžino 0,17÷4,0 µm, od tega 48% v vidnem delu spektra z valovno dolžino 0,4÷0,76 µm, 45% v infrardečem (valovna dolžina od 0,75 µm do 1 mm) in približno 7% - do ultravijoličnega (valovna dolžina manjša od 0,4 mikrona). Infrardeči žarki so primarnega pomena za življenje, oranžno-rdeči in ultravijolični žarki pa imajo najpomembnejšo vlogo v procesih fotosinteze.

2) Osvetlitev zemeljskega površja povezana s sevalno energijo in določena s trajanjem in intenzivnostjo svetlobnega toka. Zaradi vrtenja Zemlje se občasno izmenjujeta dnevna svetloba in tema. Osvetlitev igra ključno vlogo za vsa živa bitja in organizmi so fiziološko prilagojeni na spremembo dneva in noči, na razmerje med temnimi in svetlimi obdobji dneva. Skoraj vse živali imajo t.i cirkadiano (dnevni) ritmi aktivnosti, povezani s spremembo dneva in noči. Glede na svetlobo rastline delimo na svetloboljubne in odporne na senco.

3) Temperatura na površini zemeljske oble je določen s temperaturnim režimom atmosfere in je tesno povezan s sončnim sevanjem. Odvisno je tako od zemljepisne širine območja (kot vpada sončnega sevanja na površje) kot od temperature vhodnih zračnih mas. Živi organizmi lahko obstajajo le v ozkem temperaturnem območju - od -200°C do 100°C. Praviloma so zgornje mejne vrednosti faktorja bolj kritične od spodnjih. Razpon temperaturnih nihanj v vodi je običajno manjši kot na kopnem, razpon temperaturne tolerance pri vodnih organizmih pa je običajno ožji kot pri ustreznih kopenskih živalih. Tako je temperatura pomemben in zelo pogosto omejujoč dejavnik. Temperaturni ritmi skupaj z ritmi svetlobe, plimovanja in vlažnosti v veliki meri nadzorujejo sezonsko in dnevno aktivnost rastlin in živali. Temperatura pogosto ustvarja coniranje in stratifikacijo habitatov.

4) Vlažnost atmosferskega zraka povezana z njegovo nasičenostjo z vodno paro. Z vlago so najbogatejše nižje plasti ozračja (do višine 1,5–2 km), kjer je skoncentrirano do 50 % vse vlage. Količina vodne pare v zraku je odvisna od temperature zraka. Višja kot je temperatura, več vlage vsebuje zrak. Za vsako temperaturo obstaja določena meja nasičenosti zraka z vodno paro, ki se imenuje največ . Razlika med največjo in dano nasičenostjo se imenuje pomanjkanje vlage (pomanjkanje nasičenosti). Pomanjkanje vlage - najpomembnejši okoljski parameter, saj označuje dve količini hkrati: temperaturo in vlažnost. Znano je, da povečanje pomanjkanja vlage v določenih obdobjih rastne sezone prispeva k povečanemu plodovanju rastlin, pri številnih živalih, kot so žuželke, pa vodi do razmnoževanja do tako imenovanih "izbruhov". Zato številne metode za napovedovanje različnih pojavov v svetu živih organizmov temeljijo na analizi dinamike primanjkljaja vlage.

5) Padavine , tesno povezane z zračno vlago, so posledica kondenzacije vodne pare. Atmosferske padavine in zračna vlaga so odločilnega pomena za oblikovanje vodnega režima ekosistema in so tako med najpomembnejšimi nujnimi okoljskimi dejavniki, saj je oskrba z vodo glavni pogoj za življenje vsakega organizma iz mikroskopske bakterije. do velikanske sekvoje. Količina padavin je odvisna predvsem od poti in narave velikih premikov zračnih mas oziroma tako imenovanih "vremenskih sistemov". Razporeditev padavin po sezoni je izjemno pomemben omejevalni dejavnik za organizme. Padavine - eden od členov v vodnem krogu na Zemlji, v njihovem izpadu pa je ostra neenakomernost, v zvezi s katero razlikujejo vlažno (mokro) in sušno (suhe) cone. Največ padavin je v tropskih gozdovih (do 2000 mm/leto), najmanj pa v puščavah (0,18 mm/leto). Območja z manj kot 250 mm padavin na leto se že štejejo za suha. Praviloma se neenakomerna porazdelitev padavin po letnih časih pojavlja v tropih in subtropih, kjer sta mokra in suha sezona pogosto dobro opredeljena. V tropih ta sezonski ritem vlažnosti uravnava sezonsko aktivnost organizmov (zlasti razmnoževanje) na enak način, kot sezonski ritem temperature in svetlobe uravnava aktivnost organizmov v zmernem pasu. V zmernem podnebju so padavine običajno bolj enakomerno razporejene po letnih časih.

6) Plinska sestava ozračja . Njegova sestava je razmeroma konstantna in vključuje predvsem dušik in kisik s primesjo majhne količine CO 2 in argona. Drugi plini - v sledovih. Poleg tega zgornja atmosfera vsebuje ozon. Običajno so v atmosferskem zraku trdni in tekoči delci vode, oksidi različnih snovi, prah in dim. dušik - najpomembnejši biogeni element, ki sodeluje pri tvorbi beljakovinskih struktur organizmov; kisik , ki v glavnem prihaja iz zelenih rastlin, zagotavlja oksidativne procese; ogljikov dioksid (СО 2) je naravni dušilec sončnega in vzajemnega zemeljskega sevanja; ozona opravlja zaščitno vlogo v odnosu do ultravijoličnega dela sončnega spektra, ki je škodljiv za vsa živa bitja. Nečistoče najmanjših delcev vplivajo na preglednost atmosfere, preprečujejo prehod sončne svetlobe na površje Zemlje. Koncentracije kisika (21 % prostornine) in CO2 (0,03 % prostornine) v sodobni atmosferi sta do neke mere omejujoča za številne višje rastline in živali.

7) Gibanje zračnih mas (veter) . Vzrok za nastanek vetra je padec tlaka zaradi neenakomernega segrevanja zemeljske površine. Tok vetra je usmerjen v smer nižjega tlaka, torej tam, kjer je zrak toplejši. Sila vrtenja Zemlje vpliva na kroženje zračnih mas. V površinski plasti zraka njihovo gibanje vpliva na vse meteorološke elemente podnebja: temperaturo, vlažnost, izhlapevanje z zemeljskega površja in transpiracijo rastlin. veter - najpomembnejši dejavnik pri prenosu in porazdelitvi nečistoč v atmosferskem zraku. Veter opravlja pomembno funkcijo prenosa snovi in ​​živih organizmov med ekosistemi. Poleg tega ima veter neposreden mehanski učinek na vegetacijo in tla, poškoduje ali uničuje rastline in uničuje talni pokrov. Takšna aktivnost vetra je najbolj značilna za odprta ravna območja kopnega, morja, obale in gorske regije.

8) zračni tlak . Pritiska ni mogoče imenovati kot omejevalni dejavnik neposrednega delovanja, čeprav se nekatere živali nedvomno odzovejo na njegove spremembe; pa je pritisk neposredno povezan z vremenom in podnebjem, ki imata neposreden omejevalni učinek na organizme.

Abiotski dejavniki talne obloge . Dejavniki tal so očitno endogeni, saj tla ni le dejavnik okolja, ki obdaja organizme, ampak tudi produkt njihove vitalne dejavnosti. Tla - to je okvir, temelj, na katerem je zgrajen skoraj vsak ekosistem.

Tla - končni rezultat delovanja podnebja in organizmov, predvsem rastlin, na matično kamnino. Tako je tla sestavljena iz izvornega materiala - podlage mineralni substrat in organska komponenta, v katerem so organizmi in njihovi presnovni produkti pomešani s fino razdeljenim in modificiranim izvornim materialom. Vrzeli med delci so napolnjeni s plini in vodo. teksturo in poroznost tal so najpomembnejše značilnosti, ki v veliki meri določajo razpoložljivost biogenih elementov rastlinam in talnim živalim. V tleh se izvajajo procesi sinteze, biosinteze, pojavljajo se različne kemične reakcije preoblikovanja snovi, povezane z vitalno aktivnostjo bakterij.

1.1.5. Biotski dejavniki

Spodaj biotski dejavniki razumeti celoto vplivov življenjske dejavnosti enih organizmov na druge.

Odnos med živalmi, rastlinami, mikroorganizmi (ime se tudi sodelnice ) so izjemno raznoliki. Lahko jih razdelimo na naravnost in posredno, so posredovani s spremembo s prisotnostjo ustreznih abiotskih dejavnikov.

Interakcije živih organizmov so razvrščene glede na njihove medsebojne reakcije. Zlasti razlikujejo homotipski reakcije med sodelujočimi posamezniki iste vrste in heterotipna reakcije med koakcijami med posamezniki različnih vrst.

Eden najpomembnejših biotskih dejavnikov je hrano (trofično) faktor . Za trofični faktor je značilna količina, kakovost in razpoložljivost hrane. Vsaka žival ali rastlina ima jasno selektivnost glede sestave hrane. Razlikovati vrste monofagi ki se hranijo samo z eno vrsto, polifagi , ki se prehranjujejo z več vrstami, pa tudi vrste, ki se prehranjujejo z bolj ali manj omejeno hrano, imenovano široka ali ozka oligofagi .

Odnosi med vrstami so seveda nujni. Ni mogoče razdeliti na sovražniki in njih žrtve ker so odnosi med vrstami medsebojno reverzibilni. Izginotje² žrtve² lahko povzroči izumrtje ² sovražnik².

skupnosti) med seboj in z okoljem. Ta izraz je prvi predlagal nemški biolog Ernst Haeckel leta 1869. Kot samostojna znanost je izstopal v začetku 20. stoletja skupaj s fiziologijo, genetiko in drugimi. Področje ekologije so organizmi, populacije in skupnosti. Ekologija jih obravnava kot živo komponento sistema, imenovanega ekosistem. V ekologiji imajo pojmi prebivalstvo – skupnosti in ekosistemi jasne definicije.

Populacija (v smislu ekologije) je skupina posameznikov iste vrste, ki zasedajo določeno ozemlje in so običajno do neke mere izolirani od drugih podobnih skupin.

Skupnost je katera koli skupina organizmov različnih vrst, ki živijo na istem območju in medsebojno delujejo preko trofičnih (hranskih) ali prostorskih odnosov.

Ekosistem je skupnost organizmov z okoljem, ki medsebojno delujejo in tvorijo ekološko enoto.

Vsi ekosistemi Zemlje so združeni v ali ekosfero. Jasno je, da je z raziskavami popolnoma nemogoče pokriti celotno biosfero Zemlje. Zato je točka uporabe ekologije ekosistem. Vendar pa je ekosistem, kot je razvidno iz definicij, sestavljen iz populacij, posameznih organizmov in vseh dejavnikov nežive narave. Na podlagi tega je možnih več različnih pristopov k proučevanju ekosistemov.

Ekosistemski pristop.Z ekosistemskim pristopom ekolog proučuje tudi pretok energije v ekosistemu. Največji interes v tem primeru je odnos organizmov med seboj in z okoljem. Ta pristop omogoča razlago kompleksne strukture medsebojnih povezav v ekosistemu in daje priporočila za racionalno upravljanje narave.

študij skupnosti. S tem pristopom se podrobno prouči vrstna sestava združb in dejavniki, ki omejujejo razširjenost posameznih vrst. V tem primeru se preučujejo jasno razločne biotske enote (travnik, gozd, močvirje itd.).
pristop. Točka uporabe tega pristopa, kot pove že ime, je prebivalstvo.
Raziskave habitata. V tem primeru se preučuje razmeroma homogeno območje okolja, kjer živi dani organizem. Ločeno, kot samostojna raziskovalna smer, se običajno ne uporablja, vendar zagotavlja potrebno gradivo za razumevanje ekosistema kot celote.
Opozoriti je treba, da bi bilo treba vse zgoraj naštete pristope v idealnem primeru uporabiti v kombinaciji, vendar je to trenutno zaradi velikega obsega preučenih objektov in omejenega števila terenskih raziskovalcev praktično nemogoče.

Ekologija kot znanost uporablja različne raziskovalne metode za pridobivanje objektivnih informacij o delovanju naravnih sistemov.

Metode ekološkega raziskovanja:

• opazovanje
• eksperiment
• število prebivalcev
• simulacijska metoda

Spoznavanje ekologije začnemo morda z enim najbolj razvitih in preučenih oddelkov - avtekologijo. Pozornost avtekologije se osredotoča na interakcijo posameznikov ali skupin posameznikov s pogoji v njihovem okolju. Zato je ključni koncept avtekologije ekološki dejavnik, torej okoljski dejavnik, ki vpliva na telo.

Brez proučevanja optimalnega učinka enega ali drugega dejavnika na dano biološko vrsto niso možni nobeni okoljski ukrepi. Pravzaprav, kako zaščititi to ali ono vrsto, če ne veste, kakšne življenjske razmere ima raje. Tudi "zaščita" takšne vrste kot razumnega človeka zahteva poznavanje sanitarnih in higienskih standardov, ki niso nič drugega kot optimum različnih okoljskih dejavnikov v odnosu do človeka.

Vpliv okolja na telo imenujemo okoljski dejavnik. Natančna znanstvena definicija je:

EKOLOŠKI DEJAVNIK - vsak okoljski pogoj, na katerega se živi odzivi s prilagoditvenimi reakcijami.

Okoljski dejavnik je vsak element okolja, ki neposredno ali posredno vpliva na žive organizme vsaj v eni od faz njihovega razvoja.

Okoljski dejavniki so po svoji naravi razdeljeni v vsaj tri skupine:

abiotski dejavniki - vpliv nežive narave;

biotski dejavniki – vpliv divjih živali.

antropogeni dejavniki - vplivi, ki jih povzroča razumna in nerazumna človeška dejavnost ("anthropos" - oseba).

Človek spreminja živo in neživo naravo in v določenem smislu prevzame geokemično vlogo (npr. sprošča ogljik, ki je bil več milijonov let zaliven v obliki premoga in nafte, in ga sprošča v zrak z ogljikovim dioksidom). Zato se antropogeni dejavniki po obsegu in globalnem vplivu približujejo geološkim silam.

Neredko so tudi okoljski dejavniki podvrženi podrobnejši klasifikaciji, ko je treba izpostaviti določeno skupino dejavnikov. Na primer, obstajajo podnebni (v zvezi s podnebjem), edafski (tla) okoljski dejavniki.

Kot učbeniški primer posrednega delovanja okoljskih dejavnikov so navedene tako imenovane ptičje kolonije, ki so ogromne koncentracije ptic. Visoka gostota ptic je razložena s celo verigo vzročno-posledičnih razmerij. Ptičji iztrebki vstopijo v vodo, organske snovi v vodi mineralizirajo bakterije, povečana koncentracija mineralov vodi do povečanja števila alg, za njimi pa zooplanktona. Nižji raki, ki so vključeni v zooplankton, se prehranjujejo z ribami, ptice, ki naseljujejo ptičje leišče, pa se prehranjujejo z ribami. Veriga se zapre. Ptičji iztrebki delujejo kot okoljski dejavnik, ki posredno povečuje število ptičjih kolonij.

Kako primerjati delovanje dejavnikov, tako različnih po naravi? Kljub ogromnemu številu dejavnikov, že iz same definicije okoljskega dejavnika kot elementa okolja, ki vpliva na telo, sledi nekaj skupnega. Namreč: delovanje okoljskih dejavnikov se vedno izraža v spremembi vitalne aktivnosti organizmov, na koncu pa vodi v spremembo velikosti populacije. To omogoča primerjavo učinkov različnih okoljskih dejavnikov.

Ni treba posebej poudarjati, da učinek faktorja na posameznika ni določen z naravo faktorja, temveč z njegovo dozo. Glede na zgoraj navedeno in celo preproste življenjske izkušnje postane očitno, da je učinek določen prav z dozo faktorja. Dejansko, kaj je faktor "temperatura"? To je kar abstrakcija, a če rečete, da je temperatura -40 Celzija - ni časa za abstrakcije, bi bilo bolje, da se zavijete v vse toplo! Po drugi strani pa se nam +50 stopinj ne bo zdelo veliko bolje.

Tako faktor vpliva na telo z določenim odmerkom, med temi odmerki pa lahko ločimo minimalne, maksimalne in optimalne odmerke ter tiste vrednosti, pri katerih se življenje posameznika ustavi (imenovane so smrtonosne oz. smrtonosna).

Učinek različnih odmerkov na celotno populacijo je zelo jasno grafično opisan:

Na ordinatni osi je prikazana velikost populacije, odvisno od doze enega ali drugega faktorja (abscisna os). Razlikujejo se optimalni odmerki faktorja in odmerki delovanja faktorja, pri katerih pride do zaviranja vitalne aktivnosti danega organizma. Na grafu to ustreza 5 conam:

optimalno območje

desno in levo od nje sta pesimalni coni (od meje optimalne cone do max ali min)

smrtonosna območja (več kot max in min), kjer je populacija 0.

Razpon vrednosti faktorja, nad katerim normalno življenje posameznikov postane nemogoče, se imenuje meja vzdržljivosti.

V naslednji lekciji si bomo ogledali, kako se organizmi razlikujejo glede na različne okoljske dejavnike. Z drugimi besedami, naslednja lekcija se bo osredotočila na ekološke skupine organizmov, pa tudi na Liebigov sod in kako je vse to povezano z definicijo MPC.

Slovarček

FAKTOR ABIOTIČNI - stanje ali sklop pogojev anorganskega sveta; ekološki dejavnik nežive narave.

ANTROPOGENI DEJAVNIK - okoljski dejavnik, ki svoj izvor dolguje človekovi dejavnosti.

PLANKTON - skupek organizmov, ki živijo v vodnem stolpcu in se ne morejo aktivno upreti prenosu tokov, torej "plavajo" v vodi.

PTIČNI TRŽNICA - kolonialno naselje ptic, povezanih z vodnim okoljem (guillemoti, galebi).

Na katere ekološke dejavnike iz vse njihove raznolikosti je raziskovalec najprej pozoren? Neredko se raziskovalec sooči z nalogo, da identificira tiste okoljske dejavnike, ki zavirajo vitalno aktivnost predstavnikov določene populacije, omejujejo rast in razvoj. Treba je na primer ugotoviti razloge za upad pridelka ali razloge za izumrtje naravne populacije.

Ob vsej raznolikosti okoljskih dejavnikov in težavah, ki se pojavljajo pri presoji njihovega skupnega (kompleksnega) vpliva, je pomembno, da so dejavniki, ki sestavljajo naravni kompleks, neenako pomembni. Že v 19. stoletju je Liebig (Liebig, 1840) s preučevanjem vpliva različnih mikroelementov na rast rastlin ugotovil, da je rast rastlin omejena z elementom, katerega koncentracija je minimalna. Faktor pomanjkljivosti se imenuje omejevalni faktor. Figurativno ta pozicija pomaga predstaviti tako imenovani "Liebigov sod".

Liebigov sod

Predstavljajte si sod z lesenimi letvicami na straneh različnih višin, kot je prikazano na sliki. Jasno je, ne glede na to, kako visoke so druge letvice, a v sod lahko nalijete vode točno toliko, kolikor je dolžina najkrajše letve (v tem primeru 4 matrice).

Ostaja le, da "zamenjamo" nekatere izraze: naj bo višina vlite vode neka biološka ali ekološka funkcija (na primer produktivnost), višina tirnic pa bo pokazala stopnjo odstopanja odmerka enega ali drugega dejavnika od optimalnega.

Trenutno se Liebigov zakon minimuma razlaga širše. Omejevalni dejavnik je lahko dejavnik, ki ga ne le primanjkuje, ampak je tudi presežek.

Okoljski dejavnik igra vlogo OMEJITNEGA FAKTORJA, če je ta faktor pod kritično mejo ali presega maksimalno dopustno raven.

Omejevalni dejavnik določa območje razširjenosti vrste ali (v manj težkih pogojih) vpliva na splošno raven metabolizma. Na primer, vsebnost fosfatov v morski vodi je omejevalni dejavnik, ki določa razvoj planktona in splošno produktivnost skupnosti.

Koncept "omejevalnega faktorja" se ne nanaša samo na različne elemente, temveč na vse okoljske dejavnike. Konkurenčni odnosi pogosto delujejo kot omejevalni dejavnik.

Vsak organizem ima svoje meje vzdržljivosti glede na različne okoljske dejavnike. Glede na to, kako široke ali ozke so te meje, ločimo evribionte in stenobiontne organizme. Eurybionti so sposobni prenašati širok razpon intenzivnosti različnih okoljskih dejavnikov. Na primer, habitat lisice je od gozdne tundre do step. Nasprotno, stenobioti prenašajo le zelo ozka nihanja v intenzivnosti okoljskega dejavnika. Na primer, skoraj vse rastline tropskega deževnega gozda so stenobioti.

Ni nenavadno, da navedemo, kateri dejavnik je mišljen. Torej lahko govorimo o evritermalnih (tolerirajo velika temperaturna nihanja) organizmih (številne žuželke) in stenotermnih (za tropske gozdne rastline so lahko temperaturna nihanja znotraj +5 ... +8 stopinj C usodna); eury / stenohalin (tolerira / ne prenaša nihanj slanosti vode); evry / stenobats (živijo v širokih / ozkih mejah globine rezervoarja) in tako naprej.

Pojav stenobiontskih vrst v procesu biološke evolucije lahko obravnavamo kot obliko specializacije, pri kateri se doseže večja učinkovitost na račun prilagodljivosti.

Interakcija dejavnikov. MPC.

Pri neodvisnem delovanju okoljskih dejavnikov je dovolj, da operiramo s konceptom "omejevalnega faktorja", da ugotovimo skupni učinek kompleksa okoljskih dejavnikov na določen organizem. Vendar pa lahko v realnih razmerah okoljski dejavniki drug drugega okrepijo ali oslabijo. Na primer, zmrzal v regiji Kirov je lažje prenašati kot v Sankt Peterburgu, saj ima slednji višjo vlažnost.

Upoštevanje medsebojnega vpliva okoljskih dejavnikov je pomemben znanstveni problem. Obstajajo tri glavne vrste dejavnikov interakcije:

aditiv - interakcija faktorjev je preprosta algebraična vsota učinkov vsakega od faktorjev z neodvisnim delovanjem;

sinergijsko - skupno delovanje dejavnikov poveča učinek (to pomeni, da je učinek njihovega skupnega delovanja večji od preproste vsote učinkov vsakega dejavnika z neodvisnim delovanjem);

antagonistično - skupno delovanje dejavnikov oslabi učinek (to pomeni, da je učinek njihovega skupnega delovanja manjši od preproste vsote učinkov vsakega dejavnika).

Zakaj je pomembno vedeti o medsebojnem delovanju okoljskih dejavnikov? Teoretična utemeljitev vrednosti najvišjih dovoljenih koncentracij (MPC) onesnaževal oziroma najvišjih dovoljenih ravni (MPL) vpliva onesnaževal (na primer hrupa, sevanja) temelji na zakonu omejevalnega faktorja. MPC je eksperimentalno določen na ravni, pri kateri se patološke spremembe v telesu še ne pojavijo. Hkrati pa obstajajo težave (na primer, najpogosteje je treba podatke, pridobljene o živalih, ekstrapolirati na ljudi). Vendar ne gre za njih.

Ni nenavadno slišati, kako okoljske oblasti z veseljem poročajo, da je raven večine onesnaževal v mestnem ozračju znotraj MPC. Hkrati organi državnega sanitarnega in epidemiološkega nadzora navajajo povečano stopnjo bolezni dihal pri otrocih. Razlaga bi lahko bila taka. Ni skrivnost, da imajo številna onesnaževala zraka podoben učinek: dražijo sluznico zgornjih dihalnih poti, povzročajo bolezni dihal itd. In skupno delovanje teh onesnaževal daje aditivni (ali sinergijski) učinek.

Zato je v idealnem primeru treba pri razvoju standardov MPC in ocenjevanju obstoječega okoljskega stanja upoštevati interakcijo dejavnikov. Žal je v praksi to lahko zelo težko izvedljivo: težko je načrtovati tak eksperiment, težko je oceniti interakcijo, poleg tega pa ima zaostritev MPC negativne ekonomske učinke.

Slovarček

MIKROELEMENTI - kemični elementi, ki so potrebni za organizme v zanemarljivih količinah, vendar določajo uspešnost njihovega razvoja. M. v obliki mikrognojil se uporablja za povečanje pridelka rastlin.

OMEJITNI DEJAVNIK - dejavnik, ki postavlja okvir (določitev) za potek nekega procesa oziroma za obstoj organizma (vrste, skupnosti).

AREAL - območje razširjenosti katere koli sistematične skupine organizmov (vrste, rodu, družine) ali določene vrste skupnosti organizmov (na primer območje lišajevih borovih gozdov).

METABOLIZEM - (v odnosu do telesa) dosledna poraba, preoblikovanje, uporaba, kopičenje in izguba snovi in ​​energije v živih organizmih. Življenje je možno le s presnovo.

eurybiont - organizem, ki živi v različnih okoljskih razmerah

STENOBIONT - organizem, ki zahteva strogo določene pogoje obstoja.

KSENOBIOTIK - kemična snov, ki je tuja telesu, ki seveda ni vključena v biotski cikel. Ksenobiotik je praviloma antropogenega izvora.

Ekosistem

URBANI IN INDUSTRIJSKI EKOSISTEM

Splošne značilnosti urbanih ekosistemov.

Urbani ekosistemi so heterotrofni, delež sončne energije, ki jo fiksirajo urbane rastline ali sončne celice na strehah hiš, je zanemarljiv. Glavni viri energije za mestna podjetja, ogrevanje in razsvetljava stanovanj meščanov se nahajajo zunaj mesta. To so nahajališča nafte, plina, premoga, hidro in jedrskih elektrarn.

Mesto porabi ogromno vode, le majhen del pa človek porabi za neposredno porabo. Glavni del vode se porabi za proizvodne procese in domače potrebe. Osebna poraba vode v mestih se giblje od 150 do 500 litrov na dan, ob upoštevanju industrije pa en občan porabi do 1000 litrov na dan. Voda, ki jo uporabljajo mesta, se vrača v naravo v onesnaženem stanju – nasičena je s težkimi kovinami, ostanki nafte, kompleksnimi organskimi snovmi, kot je fenol itd. Lahko vsebuje patogene. Mesto v ozračje oddaja strupene pline in prah, strupene odpadke koncentrira na odlagališčih, ki s tokovi izvirske vode vstopajo v vodne ekosisteme. Rastline kot del urbanih ekosistemov rastejo v parkih, vrtovih in travnikih, njihov glavni namen je uravnavanje plinske sestave ozračja. Sproščajo kisik, absorbirajo ogljikov dioksid in čistijo ozračje pred škodljivimi plini in prahom, ki vanj vstopijo med delovanjem industrijskih podjetij in transporta. Rastline imajo tudi veliko estetsko in dekorativno vrednost.

Živali v mestu zastopajo ne le vrste, ki so pogoste v naravnih ekosistemih (ptice živijo v parkih: rdečkarica, slavček, močvirjec; sesalci: voluharice, veverice in predstavniki drugih skupin živali), temveč tudi posebna skupina mestnih živali - človeški spremljevalci. Vključuje ptice (vrabci, škorci, golobi), glodavce (podgane in miši) in žuželke (ščurki, stenice, molji). Številne živali, ki so povezane s človekom, se hranijo s smeti na odlagališčih (kavke, vrabci). To so mestne medicinske sestre. Razgradnjo organskih odpadkov pospešujejo ličinke muh in drugih živali ter mikroorganizmov.

Glavna značilnost ekosistemov sodobnih mest je, da je v njih porušeno ekološko ravnovesje. Vse procese uravnavanja pretoka snovi in ​​energije mora človek prevzeti. Človek mora regulirati tako porabo energije in virov s strani mesta - surovin za industrijo in hrano za ljudi, kot tudi količino strupenih odpadkov, ki pridejo v ozračje, vodo in tla kot posledica industrije in prometa. Končno določa tudi velikost teh ekosistemov, ki se v razvitih državah in v zadnjih letih v Rusiji hitro »širijo« zaradi gradnje primestnih koč. Nizka območja zmanjšujejo površino gozdov in kmetijskih zemljišč, njihovo "širjenje" zahteva gradnjo novih avtocest, kar zmanjšuje delež ekosistemov, ki so sposobni proizvajati hrano in kolesariti kisik.

Industrijsko onesnaževanje okolja.

V urbanih ekosistemih je za naravo najbolj nevarno industrijsko onesnaževanje.

Kemično onesnaževanje ozračja. Ta dejavnik je eden najbolj nevarnih za človeško življenje. Najpogostejši onesnaževalci

Žveplov dioksid, dušikovi oksidi, ogljikov monoksid, klor itd. V nekaterih primerih lahko dve ali relativno več relativno neškodljivih snovi, ki se sproščajo v ozračje, pod vplivom sončne svetlobe tvorijo strupene spojine. Ekologi štejejo okoli 2000 onesnaževal zraka.

Glavni viri onesnaževanja so termoelektrarne. Ozračje močno onesnažujejo tudi kotlovnice, rafinerije nafte in vozila.

Kemično onesnaženje vodnih teles. Podjetja odlagajo naftne derivate, dušikove spojine, fenol in številne druge industrijske odpadke v vodna telesa. Med proizvodnjo nafte so vodna telesa onesnažena s slanimi vrstami, med transportom se razlijejo tudi nafta in naftni derivati. V Rusiji so jezera severa Zahodne Sibirije najbolj prizadeta zaradi onesnaženja z nafto. V zadnjih letih se je povečala nevarnost za vodne ekosisteme gospodinjske odpadne vode iz mestne kanalizacije. V teh odplakah se je povečala koncentracija detergentov, ki jih mikroorganizmi s težavo razgradijo.

Dokler je količina onesnaževal, izpuščenih v ozračje ali izpuščenih v reke, majhna, se jim ekosistemi lahko spopadejo sami. Z zmerno onesnaženostjo voda v reki postane skoraj čista po 3-10 km od vira onesnaženja. Če je onesnaževal preveč, se jim ekosistemi ne morejo spopasti in začnejo se nepopravljive posledice.

Voda postane nepitna in nevarna za ljudi. Onesnažena voda ni primerna za številne industrije.

Onesnaževanje površine tal s trdnimi odpadki. Mestna odlagališča industrijskih in gospodinjskih odpadkov zasedajo velike površine. Smeti lahko vsebujejo strupene snovi, kot so živo srebro ali druge težke kovine, kemične spojine, ki se raztopijo v deževnici in snežni vodi in nato vstopijo v vodna telesa in podtalnico. Lahko pride v smeti in naprave, ki vsebujejo radioaktivne snovi.

Površino tal lahko onesnaži pepel, ki se odlaga iz dima termoelektrarn na premog, cementarne, ognjevzdržne opeke itd. Da bi preprečili to kontaminacijo, so na ceveh nameščeni posebni zbiralniki prahu.

Kemično onesnaženje podzemne vode. Tokovi podzemne vode prenašajo industrijsko onesnaževanje na velike razdalje in ni vedno mogoče določiti njihovega izvora. Vzrok onesnaženja je lahko izpiranje strupenih snovi z deževno in snežno vodo iz industrijskih odlagališč. Do onesnaženja podzemne vode prihaja tudi pri pridobivanju nafte po sodobnih metodah, ko se zaradi povečanja vračanja naftnih rezervoarjev v vrtine ponovno vbrizga slana voda, ki je pri njenem črpanju prišla na površje skupaj z nafto.

Slana voda vstopi v vodonosnike, voda v vodnjakih postane grenka in nepitna.

Zvočno onesnaženje. Vir obremenitve s hrupom je lahko industrijsko podjetje ali promet. Zlasti težki tovornjaki in tramvaji povzročajo veliko hrupa. Hrup vpliva na človeški živčni sistem, zato se v mestih in podjetjih izvajajo ukrepi za zaščito pred hrupom.

Železniške in tramvajske proge ter ceste, po katerih poteka tovorni promet, je treba prestaviti iz osrednjih mest v redko poseljena območja, okoli njih pa urediti zelene površine, ki dobro absorbirajo hrup.

Letala ne smejo leteti nad mesti.

Hrup se meri v decibelih. Tiktakanje ure - 10 dB, šepet - 25, hrup prometne avtoceste - 80, hrup pri vzletu letala - 130 dB. Prag bolečine za hrup je 140 dB. Na ozemlju stanovanjskega razvoja podnevi hrup ne sme presegati 50-66 dB.

Med onesnaževala sodijo tudi: onesnaženje površine tal z odlagališči razsuti in pepela, biološko onesnaževanje, toplotno onesnaženje, sevanje, elektromagnetno onesnaženje.

Onesnaževanje zraka. Če onesnaženost zraka nad oceanom vzamemo kot enoto, potem je nad vasmi 10-krat večja, nad majhnimi mesti - 35-krat in nad velikimi mesti - 150-krat. Debelina plasti onesnaženega zraka nad mestom je 1,5 - 2 km.

Najbolj nevarna onesnaževala so benz-a-piren, dušikov dioksid, formaldehid in prah. V evropskem delu Rusije in na Uralu v povprečju med letom na 1 km2. km je padlo več kot 450 kg atmosferskih onesnaževal.

V primerjavi z letom 1980 se je količina izpustov žveplovega dioksida povečala za 1,5-krat; S cestnim transportom je v ozračje vrglo 19 milijonov ton atmosferskih onesnaževal.

Izpust odpadne vode v reke je znašal 68,2 kubičnih metrov. km z naknadno porabo 105,8 kubičnih metrov. km. Poraba vode v industriji znaša 46 %. Delež neprečiščene odpadne vode se od leta 1989 zmanjšuje in znaša 28 %.

Zaradi prevlade zahodnih vetrov Rusija od zahodnih sosedov prejme 8-10-krat več onesnaževal zraka, kot jih pošlje njim.

Kisli dež je negativno vplival na polovico evropskih gozdov, proces izsuševanja gozdov pa se je začel tudi v Rusiji. V Skandinaviji je zaradi kislega dežja, ki prihaja iz Združenega kraljestva in Nemčije, umrlo že 20.000 jezer. Pod vplivom kislega dežja arhitekturni spomeniki umirajo.

Škodljive snovi, ki prihajajo iz 100 m visokega dimnika, se razpršijo v polmeru 20 km, 250 m visoko - do 75 km. Cev Champion je bila zgrajena v tovarni bakra in niklja v Sudburyju (Kanada) in ima višino več kot 400 m.

Klorofluoroogljikovodiki, ki tanjšajo ozonski plašč (CFC), vstopajo v ozračje iz plinov hladilnega sistema (v ZDA - 48 % in v drugih državah - 20 %), pri uporabi aerosolnih pločevink (v ZDA - 2 % in pred nekaj leti njihova prodaja je bila prepovedana; v drugih državah - 35 %), topila za kemično čiščenje (20 %) in pri proizvodnji pen, vključno s stiroformom (25-

Glavni vir freonov, ki uničujejo ozonski plašč, so industrijski hladilniki – hladilniki. V navadnem gospodinjskem hladilniku 350 g freona, v industrijskih hladilnikih pa desetine kilogramov. Hlajenje samo v

Moskva letno porabi 120 ton freona. Precejšen del le-tega zaradi nepopolnosti opreme konča v ozračju.

Onesnaževanje sladkovodnih ekosistemov. Leta 1989 je bilo v Ladoško jezero - rezervoar pitne vode za šestmilijonski Sankt Peterburg - leta 1989 izpuščenih 1,8 tone fenolov, 69,7 tone sulfatov, 116,7 tone sintetičnih površinsko aktivnih snovi (površinsko aktivnih snovi).

Onesnažuje vodne ekosisteme in rečni promet. Na Bajkalskem jezeru na primer plava 400 ladij različnih velikosti, letno v vodo odvržejo približno 8 ton naftnih derivatov.

V večini podjetij v Rusiji strupene proizvodne odpadke bodisi odvržejo v vodna telesa, jih zastrupijo, ali pa se kopičijo brez predelave, pogosto v ogromnih količinah. Te akumulacije smrtonosnih odpadkov lahko imenujemo "okoljske mine"; ko se jezovi porušijo, lahko končajo v vodnih telesih. Primer takega "okoljskega rudnika" je kemična tovarna Čerepovec "Ammophos". Njena greznica pokriva površino 200 hektarjev in vsebuje 15 milijonov ton odpadkov. Jez, ki obdaja zbiralnik, se vsako leto dvigne z

4 m. Žal "rudnik Cherepovets" ni edini.

V državah v razvoju vsako leto umre 9 milijonov ljudi. Do leta 2000 bo več kot milijarda ljudi brez pitne vode.

Onesnaževanje morskih ekosistemov. V svetovni ocean je bilo odvrženih okoli 20 milijard ton smeti – od gospodinjskih odplak do radioaktivnih odpadkov. Vsako leto za vsak 1 sq. km vodne površine dodamo še 17 ton smeti.

Vsako leto se v ocean izlije več kot 10 milijonov ton nafte, ki tvori film, ki pokriva 10-15% njegove površine; in 5 g naftnih derivatov je dovolj za zategovanje filma 50 kvadratnih metrov. m vodne površine. Ta film ne samo, da zmanjša izhlapevanje in absorpcijo ogljikovega dioksida, temveč povzroči tudi kisikovo stradanje in smrt jajčec in mladih rib.

Onesnaževanje s sevanjem. Domneva se, da se bo do leta 2000 svet nabral

1 milijon kubičnih metrov m visokoradioaktivnih odpadkov.

Naravno radioaktivno ozadje prizadene vsakega človeka, tudi tistega, ki ne pride v stik z jedrskimi elektrarnami ali jedrskim orožjem. Vsi v življenju prejmemo določeno dozo sevanja, od tega 73 % zaradi sevanja naravnih teles (npr. granita v spomenikih, hišnih oblog itd.), 14 % zaradi medicinskih posegov (predvsem zaradi obiska X- žarkovna soba) in 14% - na kozmične žarke. V življenju (70 let) lahko človek brez večjega tveganja pridobi sevanje 35 rem (7 rem iz naravnih virov, 3 rem iz vesoljskih virov in rentgenskih aparatov). V območju jedrske elektrarne Černobil na najbolj onesnaženih območjih lahko dobite do 1 rem na uro. Moč sevanja na strehi v času gašenja požara v jedrski elektrarni je dosegla 30.000 rentgenov na uro, zato je bilo brez zaščite pred sevanjem (svinčena obleka) smrtno dozo sevanja mogoče dobiti v 1 minuti.

Urna doza sevanja, smrtonosna za 50 % organizmov, je 400 rem za ljudi, 1000-2000 rem za ribe in ptice, od 1000 do 150.000 za rastline in 100.000 rem za žuželke. Tako najmočnejše onesnaženje ni ovira za množično razmnoževanje žuželk. Od rastlin so drevesa najmanj odporna na sevanje, najbolj odporne pa so trave.

Onesnaževanje z gospodinjskimi odpadki. Količina nabranih smeti nenehno narašča. Zdaj je od 150 do 600 kg na leto za vsakega mestnega prebivalca. Največ smeti se proizvede v ZDA (520 kg na leto na prebivalca), na Norveškem, v Španiji, na Švedskem, Nizozemskem - 200-300 kg in v Moskvi - 300-320 kg.

Da se papir v naravnem okolju razgradi, je potrebno od 2 do 10 let, pločevinka - več kot 90 let, cigaretni filter - 100 let, plastična vrečka - več kot 200 let, plastika - 500 let, steklo - več kot 1000 let.

Načini za zmanjšanje škode zaradi kemičnega onesnaženja

Najpogostejše onesnaženje - kemično. Obstajajo trije glavni načini za zmanjšanje škode zaradi njih.

Redčenje. Tudi prečiščene odpadne vode je treba razredčiti 10-krat (in neobdelane - 100-200-krat). Visoki dimniki so v podjetjih zgrajeni tako, da se izpušni plini in prah enakomerno razpršijo. Redčenje je neučinkovit način za zmanjšanje škode zaradi onesnaževanja, sprejemljiv le kot začasen ukrep.

Čiščenje. To je danes glavni način za zmanjšanje emisij škodljivih snovi v okolje v Rusiji. Vendar pa pri čiščenju nastane veliko koncentriranih tekočih in trdnih odpadkov, ki jih je treba tudi skladiščiti.

Zamenjava starih tehnologij z novimi tehnologijami z nizkimi odpadki. Zaradi globlje obdelave je možno količino škodljivih emisij zmanjšati za desetkrat. Odpadki iz ene industrije postanejo surovina za drugo.

Nemški ekologi so dali figuralna imena za te tri načine za zmanjšanje onesnaževanja okolja: "podaljšaj cev" (razredčenje z disperzijo), "zamaši cev" (čiščenje) in "zaveži cev v vozel" (tehnologije z nizkimi odpadki). . Nemci so obnovili ekosistem Rena, ki je bil dolga leta kanalizacija, kamor so odlagali odpadke industrijskih velikanov. To je bilo storjeno šele v 80. letih, ko je bila končno "cev zavezana v vozel".

Stopnja onesnaženosti okolja v Rusiji je še vedno zelo visoka, v skoraj 100 mestih države pa se je razvila okoljsko neugodna situacija, nevarna za zdravje prebivalstva.

Določeno izboljšanje okoljskih razmer v Rusiji je bilo doseženo zaradi izboljšanega delovanja čistilnih naprav in zmanjšanja proizvodnje.

Nadaljnje zmanjšanje izpustov strupenih snovi v okolje je mogoče doseči z uvedbo manj nevarnih tehnologij z nizko vsebnostjo odpadkov. Da pa bi cev "zvezali v vozel", je treba v podjetjih posodobiti opremo, kar zahteva zelo velike naložbe in se bo zato izvajalo postopoma.

Mesta in industrijski objekti (naftna polja, kamnolomi za razvoj premoga in rude, kemični in metalurški obrati) delujejo na energiji, ki prihaja iz drugih industrijskih ekosistemov (energetski kompleks), njihovi produkti pa niso rastlinska in živalska biomasa, temveč jeklo, lito železo in aluminij, različni stroji in naprave, gradbeni materiali, plastika in še marsikaj, česar v naravi ni.

Problemi urbane ekologije so predvsem problemi zmanjševanja izpustov različnih onesnaževal v okolje ter varovanja vode, ozračja in tal od mest. Rešujejo jih z ustvarjanjem novih nizkoodpadnih tehnologij in proizvodnih procesov ter učinkovitih čistilnih naprav.

Rastline imajo pomembno vlogo pri blažitvi vpliva mestnih okoljskih dejavnikov na človeka. Zelene površine izboljšujejo mikroklimo, lovijo prah in pline ter ugodno vplivajo na duševno stanje občanov.

Literatura:

Mirkin B.M., Naumova L.G. Ekologija Rusije. Učbenik iz zveznega kompleta za 9-11 razrede srednje šole. Ed. 2., revidirano.

In dodatno. - M.: AO MDS, 1996. - 272 s ilustr.