Лекция 20. Сохранение биоразнообразия. - раздел Экология, ЛЕКЦИЯ 1. ЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА. История развития экологических учений
Биоразнообразие – Это Разнообразие Всего Жив...
Биоразнообразие – это разнообразие всего живого в биосфере – от генов до экосистем. Выделяют три типа биологического разнообразия: 1) генетическое – отражает внутривидовое разнообразие особей; 2) видовое – отражает разнообразие видов живых организмов (растений, животных, грибов, микроорганизмов и др.); 3) экосистемное – отражает различия между типами экосистем, средами обитания и экологическими процессами.
Общее количество видов в биосфере определяют в пределах от 5 до 30 млн. Достоверно описано около 1,8 млн видов, из них две трети приходится на насекомых. Считается, что почти три четверти (74% известных и неизвестных диких видов животных и растений мира) обитает в областях тропического климата, причем, по подсчетам биологов, по меньшей мере 50% видов обитают в тропических лесах, которые в настоящее время быстро сокращаются и нарушаются. На долю умеренного климата приходится 24%, полярного – 2% мирового видового разнообразия.
Причин необходимости сохранения биоразнообразия много: потребность в биологических ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.), этический и эстетический аспекты (жизнь самоценна) и т.д. Однако главная причина сохранения биоразнообразия состоит в том, что оно выполняет ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и биосферы в целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных для жизни условий). Биоразнообразие выполняет регулирующую функцию в осуществлении всех биогеохимических, климатических и других процессов на Земле. Биологическое разнообразие – это основа функционирования экосистем, от которой зависят дикие виды, а также люди. Принцип стабильности экосистем гласит: видовое разнообразие обеспечивает стабильность (устойчивость) экосистем.
Разнообразие видового состава животных, растений, грибов и микроорганизмов, входящих в сообщество, является важной характеристикой экосистемы. При этом выявляется ряд закономерностей: чем разнообразнее условия биотопа в пределах экосистемы, тем больше видов содержит биоценоз данной экосистемы; чем больше видовое разнообразие биоценоза, тем больше экологическая устойчивость экосистемы; эксплуатируемые человеком экосистемы (агросистемы), представленные одним или очень малым числом видов, неустойчивы по своей природе и неспособны к самоподдержанию. Если по какой-либо причине исчезает один или несколько видов, то по закону цепных реакций может сильно измениться или даже разрушиться все сообщество экосистемы, изменится и экосистема в целом, так как сокращение видового разнообразия животных, растений, грибов и микроорганизмов упрощает видовую структуру биоценоза и снижает устойчивость экосистемы.
Исчезновение биологических видов является нормальным процессом развития жизни на Земле. В процессе эволюции неоднократно происходило массовое вымирание видов. Но начиная с XVII века основным фактором сокращения биоразнообразия стала хозяйственная деятельность человека. В общем плане причинами снижения разнообразия служат: растущее потребление ресурсов, пренебрежительное отношение к видам и экосистемам, недостаточно продуманная государственная политика в области эксплуатации природных ресурсов, непонимание значимости биологического разнообразия и рост численности населения Земли. Причинами исчезновения отдельных видов обычно являются нарушение местообитания и чрезмерная добыча. В связи с разрушением экосистем уже погибли многие сотни видов. От чрезмерной добычи страдают промысловые животные, особенно те, которые высоко ценятся на международном рынке. Под угрозой находятся редкие виды, обладающие коллекционной ценностью.
К числу других причин относятся: влияние со стороны интродуцированных видов, ухудшение кормовой базы, целенаправленное уничтожение с целью защиты сельского хозяйства и промысловых объектов.
В настоящее время под воздействием антропогенных факторов происходит сокращение биологического разнообразия за счет элиминации (вымирания, уничтожения) видов. В последнее столетие под влиянием человеческой деятельности скорость вымирания видов во много раз превысила естественную (по некоторым оценкам в 40000 раз). Происходит необратимое и некомпенсированное разрушение уникального генофонда планеты.
Для учета видов, находящихся на грани вымирания, во многих странах создаются Красные книги – списки редких и исчезающих видов живых организмов. Имеются международный, национальный (в рамках государства), локальный варианты Красной книги, а также отдельно Красные книги растений, животных и других систематических групп. Идея, составление и издание Красной книги принадлежит Международному союзу охраны природы и природных ресурсов (МСОП). В Международной Красной книге выделено пять категорий видов растений и животных в соответствии с классификацией, разработанной МСОП: 1) Ех – по-видимому, исчез; 2) Е – под угрозой исчезновения; 3) V – сокращающийся в численности; 4) R – редкий; 5) восстановленный.
В России в хозяйственных целях находят использование около 250 видов растений – в медицине, кулинарии, технике, цветоводстве и т.п. Некоторые виды становятся редкими и вымирающими вследствие их истребления. Например, жень-шень, или «корень жизни», почти исчез из лесов Дальнего Востока. Охрана редких растений становится важной государственной задачей. В Красную книгу Российской Федерации включено 533 вида растений, подлежащих охране, в том числе два вида венериного башмачка – башмачок крупноцветковый и башмачок настоящий.
Для сохранения и поддержания биологического разнообразия создаются особо охраняемые природные территории – ООПТ (заповедники, национальные парки и др.), а также генетические банки данных. Сохранение отдельного вида возможно лишь при условии охраны его среды обитания со всем комплексом входящих в нее видов, климатических, геофизических и других условий. Создание ООПТ направлено на охрану не только отдельных видов, но и целых комплексов и ландшафтов. Все типы биологического разнообразия (генетическое, видовое и экосистемное) взаимосвязаны между собой: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов; разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов; повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов биосферы. В России наиболее полный и постоянный контроль за изменением компонентов биоразнообразия осуществляется в заповедниках.
Все темы данного раздела:
Экология как наука.
Как уже отмечалось, термин «экология» появился во второй половине XIX в. В 1866 г. молодой немецкий биолог профессор Йенского университета Эрнест Геккель в своем фундаментальном труде «Всеобщая мор
Самовоспроизведение (репродукция).
2. Специфичность организации. Она характерна для любых организмов, в результате чего они имеют определенную форму и размеры. Единицей организации (структуры и функции) является кле
Лекция №4. Круговороты веществ в природе.
Для существования живой материи, кроме потока энергии высокого качества, нужен «строительный материал». Это необходимый набор химических элементов числом более 30 - 40 (углерод, водород, азот, фосф
ЛЕКЦИЯ №5. Экосистема: состав, структура, разнообразие
В процессе жизнедеятельности популяции, относящиеся к различным видам и заселяющие общие места обитания, неизбежно вступают во взаимоотношения. Это связано с питанием, совместным использованием
Лекция№7. Биотические связи организмов в биоценозах
Следует отметить, что на жизнедеятельность организмов влияют не только абиотические факторы. Различные живые организмы находятся в постоянном взаимодействии между собой. Совокупность воздействий од
ЛЕКЦИЯ №8. Трофические взаимодействия в экосистемах
По участию в биогенном круговороте веществ в биоценозе имеются три группы организмов: продуценты, консументы и редуценты..
Продуценты (производители) — автотрофные (самоп
Лекция №9. Пищевые цепи. Экологические пирамиды
В процессе питания энергия и вещество, содержащиеся в организмах одного трофического уровня, потребляются организмами другого уровня. Перенос энергии и вещества от продуцентов через ряд гетеротро
Лекция 10. Динамика экосистем.
Устойчивость и сбалансированность процессов, протекающих в экосистемах, позволяет констатировать, что им в целом свойственно состояние гомеостаза, подобно входящим в их состав попу
ЛЕКЦИЯ №11. Динамика популяций.
Если при незначительной эмиграции и иммиграции рождаемость превышает смертность, то популяция будет расти. Рост популяции является непрерывным процессом, если в ней существуют все
ЛЕКЦИЯ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
Живые организмы не могут существовать вне окружающей их среды со всем многообразием ее природных элементов и условий. К элементам окружающей среды относят атмосфер
Основные свойства водной среды.
Плотность воды – это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/см3 при 4 °
Наземно-воздушная среда обитания
Наземно‑воздушная среда – самая сложная по экологическим условиям. Жизнь на суше потребовала таких приспособлений, которые оказались возможными лишь при достаточно высоком ур
Почва как среда обитания.
Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую роль в распространении жиз
Организм как среда обитания.
Многие виды гетеротрофных организмов в течение всей жизни или части жизненного цикла обитают в других живых существах, тела которых служат для них средой, существенно отличающейся по свойствам от в
ЛЕКЦИЯ №14. Адаптации организмов к условиям среды.
Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает и саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на
Свет в жизни организмов
Спектр света и значение разного типа излучений:
Спектр света делится на несколько областей:
<150 нм – ионизирующая радиация – < 0,1%;
150-400 нм –
Адаптации к температуре.
Отбор и расселение видов в зонах с разной теплообеспеченностью шел в течение многих тысячелетий в направлении максимального выживания, как в условиях минимальных температур, так и в условиях максим
Адаптация к влажности и водному режиму.
По отношению к влажности различают эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Первые живут в широком диапазоне содержания влаги, а для вторых она должна быть либо высокой, л
ЛЕКЦИЯ №15. Охрана атмосферного воздуха от загрязнения.
Любая производственная деятельность сопровождается загрязнением окружающей среды, в том числе одного из основных ее компонентов – атмосферного воздуха. Выбросы промы
Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере.
В первоначальный момент загрязняющее вещество, выбрасываемое из трубы, представляет собой клуб дыма (факел выброса). В случае, если вещество имеет плотность меньше или приблизительно равную плотнос
Санитарно-гигиенические нормативы качества воздуха. Понятие о ПДК.
В качестве определяющего показателя вредности в воздушной среде принята направленность биологического действия вещества: рефлекторная или резорбтивная. Рефлекторное (органолептическое
Санитарно-защитные зоны (СЗЗ).
СЗЗ – это пространство между границей территории (промплощадки) предприятия и жилой или ландшафтно-рекреационной, или курортной зоной либо зоной отдыха. Она создает
Очистка воздуха от газовых выбросов
Основным направлением охраны окружающей среды, в том числе и атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Од
Сухие пылеуловители.
Весьма простыми устройствами являются пылеосадительные камеры, в которых за счет увеличения сечения воздуховода скорость пылевого потока резко падает, вследствие чего частицы пыл
Электрофильтры.
Наиболее совершенными и универсальными аппаратами для очистки выбросов от взвешенных частиц являются электрические фильтры, в основе работы которых лежит осаждение взвешенных част
Абсорбционная и адсорбционная очистка.
В целях очистки выбросов от газообразных примесей применяют методы хемосорбции, адсорбции, каталитического и термического окисления.
Хемосорбция основана н
Каталитические методы очистки.
Каталитический метод основан на превращении вредных компонентов промышленных выбросов в менее вредные или безвредные вешества в присутствии катализаторов. Иногда о
Основные сведения о гидросфере
Гидросфера — это совокупность всех вод Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических, атмосферных. Как особая водная оболочка Земли, здесь рассмат
Механические способы очистки сточных вод
Для механической очистки применяют следующие сооружения: решетки, на которых задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм; си
Нейтрализация сточных вод
Реакция нейтрализация – это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты и основания, которая приводит к потере характерных свойств обоих соединений. Наиболее типичная реакция ней
Окислительно-воссановительная очистка сточных вод
Окисление и восстановление как метод очистки применяется для обезвреживания промышленных сточных вод от цианидов, сероводорода, сульфидов, соединений ртути, мышьяка, хрома. В процессе окисления т
Коагуляция
Коагуляция - это процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. В результате коагуляции образуются агрегаты – более
Экстракция
При относительно высоком содержание в производственных сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (например, фенолы и жирные кислоты), эффективным методом
Ионный обмен
Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать собственные ионы на другие ионы в растворе. Вещества, составляющи
Биохимические (биологические) методы очистки.
Эти методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, аммиака, сульфидов, нитритов и др.)
ЛЕКЦИЯ №18. Кислотные осадки.
При конденсации водяного пара в атмосфере образуется дождевая вода, изначально она имеет нейтральную реакцию (рН=7,0). Но в воздухе всегда имеется углекислый
ЛЕКЦИЯ №19. Озоновые дыры.
В стратосфере на высоте от 20 до 25 км от поверхности Земли располагается область атмосферы с повышенным содержанием озона, которая выполняет функцию защиты жизни на Земле от гибель
ЛЕКЦИЯ 21. Парниковый эффект.
«Парниковый эффект» был обнаружен Ж. Фурье в 1824 году и впервые количественно исследован С. Аррениусом в 1896 г. Это процесс, при котором поглощение и испускание и
ЛЕКЦИЯ 22. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА.
В зависимости от технического и технологического совершенства процессов извлечения и переработки природных ресурсов, экономической рентабельности, а также с учетом сведений об объемах природного с
ЛЕКЦИЯ 23. Продовольственная проблема.
Быстрый рост населения в середине ХХ века, особенно в развивающихся странах Юго-Восточной Азии, Южной Америки, Африки, и недостаток в этих странах плодородной земли привели к дефици
Лекция 24. Проблема народонаселения.
Человек как биологический вид характеризуется способностью к увеличению своей численности и расселению. На протяжении большей части истории человечества рост численности народонасел
Лекция 25. Нормативы качества окружающей среды. Экологические стандарты.
К санитарно-гигиеническим нормативам относятся нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ: химических, биологических и пр., нормативы санитар
Лекция 26. Экономика природопользования.
Средства на сохранение окружающей среды подразделяются на 3 группы: 1) затраты, связанные с уменьшением поступления выбросов в окружающую среду; 2) затраты на компенсацию социальных последствий от
Базовые нормативные платы за природные ресурсы.
Плата за природные ресурсы подразделяется на два основных вида — плату за пользование природными ресурсами и плату за воспроизводство и охрану окружающей п
Лекция 27. Экологическое право.
Экологическое право — особое комплексное образование, представляющее собой совокупность правовых норм, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия об
Лекция 28. Особо охраняемые природные территории.
С учетом особенностей режима особо охраняемых природных территорий и статуса находящихся на них природоохранных учреждений различаются следующие категории указанных территорий:
а) государс
Лекция 29. Мониторинг окружающей среды.
Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выд
ЛЕКЦИЯ 30. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА.
Экологическая экспертиза— это установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям.
Цель экологической эксперт
Лекция 31. Защита почв от загрязнения.
Рекультивация земель - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей сред
Лекция 32. Международное экологическое сотрудничество.
Выбросы в атмосферу, загрязнение рек, морей и океанов и т. п. не могут быть ограничены государственными границами. Таким образом, ряд важнейших частей ОС относится к
Лекция 33. Здоровье человека и окружающая среда.
Согласно Уставу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье — это «состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а
Сжигание отходов.
Мусоросжигание - это наиболее сложный и "высокотехнологичный" вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки твердых бытовых отходов ТБО (с полу
Свалки и полигоны ТБО
Свалка или полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют н
Новости и инфо для студентов