Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Дополнительный материал
|
|
Ни один живой организм на может существовать без определенных факторов среды, его окружающей. Поэтому необходимо различать такие понятия как «среда обитания» и «условия существования».
Под средой обитания обычно понимают природные тела и явления, с которыми организм (организмы) находится в прямых пли косвенных взаимоотношениях. Среда каждого организма складывается из множества элементов неорганической и органической природы и из элементов, привносимых человеком, его производственной деятельностью. Причем одни элементы среды могут быть необходимы организму, а другие безразличны для него, например, каждому из нас необходимо наличие воздуха и пиши, и совсем не обязательно присутствие допустим шкафа у степы.
Из этого примера вытекает определение «условия существования», или условия жизни - это совокупность необходимых для жизни элементов, составляющих с организмом диалектическое единство.
Вывод: компоненты среды необходимые для жизни: воздух, пища, энергия) образуют условия существования, все остальные элементы - среда обитания.
Среда обитания — это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями. Наряду с термином «среда обитания» используются также понятия «экологическая среда», «местообитание», «окружающая среда», «окружающая природная среда», «окружающая природа» и др. Четких различий между этими терминами нет.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.
Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Среди них выделяют абиотические и биотические, антропогенные.
Абиотические факторы (физико-химические, факторы неживой природы) — температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности — это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.
Биотические (факторы живой природы) — это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов — растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие.
Антропогенные факторы — это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать.
Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Например, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных, обитающих открыто животных, но не действует на более мелких, которые укрываются в норах или под снегом. Солевой состав почвы важен для питания растений, но безразличен для большинства наземных животных и т. п.
Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на протяжении длительных периодов времени в эволюции видов. Таковы сила тяготения, солнечная постоянная, солевой состав океана, свойства атмосферы. Большинство экологических факторов — температура, влажность, ветер, осадки, наличие укрытий, пищи, хищники, паразиты, конкуренты и т. д. — очень изменчиво в пространстве и времени. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Паразиты млекопитающих живут в условиях избытка пищи, тогда как для свободноживущих хищников ее запасы все время меняются вслед за изменением численности жертв.
Изменения факторов среды во времени могут быть: 1) регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток, или сезоном года, или ритмом приливов и отливов в океане; 2) нерегулярными, без четкой периодичности, например, изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера — бури, ливни, обвалы и т. п.; 3) направленными на протяжении известных, иногда длительных, отрезков времени, например, при похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и т. п.; 4) неопределенного действия – антропогенные факторы, наиболее опасные для живых организмов и их сообществ, например выбросы загрязняющих веществ. Природа таких факторов неопределенна, к ним организм, как правило, не готов, вид не встречался с такими явлениями и в процессе эволюции, представляют наибольшие трудности для адаптации. В этом их основная специфика и антиэкологичность. Многие из этих факторов, кроме того, выступают как вредные. Их относят к группе ксенобиотиков (греч. ксенокс - чужой). К последним относятся практически все загрязняющие вещества. Только в отдельных случаях по отношению к таким факторам организмы могут использовать механизмы так называемых преадаптаций, т. е. те адаптации, которые выработались, но отношению к другим факторам. Так, например, устойчивости растений к загрязнениям воздуха в какой-то мере способствуют те структуры, которые благоприятны для повышения засухоустойчивости: плотные покровные ткани листьев, наличие на них воскового налета, опушенности, меньшее количество устьиц и другие структуры, замедляющие процессы поглощения веществ, а, следовательно, и отравление организма.
Среди факторов среды выделяют ресурсы и условия. Ресурсы окружающей среды организмы используют, потребляют, тем самым, уменьшая их количество. К ресурсам относят пищу, воду при ее дефиците, убежища, удобные места для размножения и т. п. Условия — это такие факторы, к которым организмы вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них обычно не могут. Один и тот же фактор среды может быть ресурсом для одних и условием для других видов. Например, свет — жизненно необходимый энергетический ресурс для растений, а для обладающих зрением животных — условие зрительной ориентации. Вода для многих организмов может быть и условием жизни, и ресурсом.
Экоклимат и микроклимат. Для того чтобы выяснить влияние климатических факторов на организм, часто метеорологических данных бывает недостаточно. Хорошо известно, что поверхности предметов, обращенные к солнцу, всегда теплее, чем воздух над ними; холодный воздух по ночам скапливается в понижениях местности. В связи с этим различные местообитания организмов отличаются температурным и световым режимом, режимом влажности. Иными словами, каждое местообитание характеризуется определенным экологическим климатом — экоклиматом, т. е. климатом приземного слоя воздуха.
Большое влияние на климатические факторы оказывает растительность. Под пологом леса, например, влажность воздуха всегда выше, а колебания температуры меньше, чем на полянах. Различен и световой режим этих мест. В разных растительных ассоциациях формируется свой режим влажности, температуры, света. Тогда говорят о фитоклимате.
Но не всегда данных экоклимата или фито-климата достаточно для полной характеристики климатических условий того или иного местообитания. Условия жизни, окружающие личинок насекомых, живущих под корой дерева, иные, чем в лесу, где это дерево произрастает. При этом температура южной стороны ствола может быть на 10—15 °С выше температуры его северной стороны. Такие небольшие участки местообитания имеют свой микроклимат.
Четких различий между экоклиматом и микроклиматом не существует. Считается, что экоклимат — это климат относительно больших территорий, а микроклимат — климат отдельных небольших участков.
Каждая климатическая зона отличается огромным количеством разнообразных микроклиматов. Микроклиматы тесно связаны с солнечной радиацией, силой и направлением ветра, особенностями рельефа, характером растительности и другими климатическими показателями местности (рис. 22).
Особые микроклиматические условия создают не только растения, но и животные. Устойчивым микроклиматом обладают заселенные животными норы, дупла деревьев, пещеры. Наличие в одной местности многих микроклиматов обеспечивает сосуществование видов, обладающих неодинаковыми требованиями к внешней среде.
Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т. е. могут влиять как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях; как модификаторы, вызывающие морфологические и анатомические изменения организмов; как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.
Значение биологического разнообразия
Число видов организмов, населяющих Землю, очень велико, но оценки этой величины сильно отличаются, варьируя от 5 до 80 млн. Однако более или менее четкая таксономическая принадлежность установлена всего для 1, 4 млн. видов. Из этого известного числа видов примерно 750000 - это насекомые, 41000 - позвоночные животные, 250000 - растения. Остальные виды представлены сложным набором беспозвоночных животных, грибов, водорослей и других микроорганизмов.
Видовое «богатство» различных климатогеографических зон сильно отличается, хотя четко прослеживается тенденция увеличения от полюсов к экватору. Так, например, число пресноводных насекомых в тропических лесах в 3 - 6 раз больше, чем в умеренных. На единицу площади в тропических лесах приходится наибольшее на Земле количество видов млекопитающих. Во влажных тропических лесах Латинской Америки на одном гектаре встречается 40 - 100 видов деревьев, тогда как на востоке Северной Америки 10 - 30 видов. В долинах Малайзии, в районе Куала-Лумпур, на одном гектаре насчитывается около 600 видов деревьев, диаметр ствола которых более 2 см, а на всей территории Дании в два раза меньше видов всех размеров.
В морской среде наблюдается такая же закономерность распределения, как и на суше. Так, число видов асцидий в Арктике едва превышает 100, а в тропиках оно больше 600.
Трудно переоценить значение всего количества товаров и услуг, которые обеспечиваются биоразнообразием. Некоторые виды при этом являются жизненно необходимыми. Так, люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90 % мирового продовольствия создается за счет всего 20, а 3 вида из них (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей.
Биологические ресурсы являются также значительным источником сырья для промышленности, в том числе медицинской; это фактор, от которого зависит национальная экономика.
В последнее время человечество осознало полезность диких видов растений и животных. Они не только содействуют развитию сельского хозяйства, медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь обязательным компонентом - биотической составляющей - природных экосистем. Биоразнообразие считают главным фактором, определяющим устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере.
Причинно-следственные отношения между многими видами играют большую роль в круговороте вещества и потоках энергии в компонентах экосистем, которые непосредственно связаны с человеком. Так, например, животные — фильтраторы и детритофаги, не используемые человеком в пищу, вносят существенный вклад в круговорот биогенных элементов (например, фосфора).
Таким образом, даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезными, хотя и приносят пользу косвенным путем. Многие виды сыграли главную роль в становлении климата на Земле и продолжают быть мощным стабилизирующим фактором в отношении климата.
В настоящее время под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются.
Биоразнообразие рассматривается на трех уровнях: генетическом, видовом и эко системном.
Генетическое разнообразие представляет собой объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю.
Видовое разнообразие — это разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле.
Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.
Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенным изменениям видового состава обитателей Земли. Около 65 млн. лет назад в конце мелового период произошли наиболее крупные исчезновения видов, особенно птиц и млекопитающих. Полностью вымерли динозавры. Позже биологические ресурсы утрачивались быстрее, причем в отличие от великого вымирания мелового периода, вызванного, скорее всего природными явлениями, утрата видов происходит вследствие деятельности человека.
По мнению экспертов, в ближайшие 20 - 30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25 % всего биоразнообразия Земли, из биогеографических исследований островов известно, что утрата 50% среды обитания ведет к потере примерно 10% видов. Степень сохранности местообитаний в различных биогеографических областях мира в настоящее время оценивается следующим образом: Индомалайзиская область -19, 6%, Афротропическая ~ 47, 1, Палеоарктическая - 57, 6, Неоарктическая - 61, 9, Неотропическая - 65, 5, Австралийская - 69, 1, Океанийская - 80, 7 и Антарктическая - 98, 4%. Приведенные данные не оставляют сомнений в вымирании значительного количества видов в результате хозяйственной деятельности, в очень высокой скорости антропогенного исчезновения видов по сравнению с естественным. Это означает, что биологические ресурсы также стали не возобновляемыми.
Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно нарастает. Между 1990 и 2020 г. могут исчезнуть от 5 до 15 % видов, причиной чего считают обезлесивание в тропиках. Это составит от 15000 до 50000 видов в год, или от 40 до 140 видов в день. По-видимому, около 22 000 видов растений и животных сейчас находятся под угрозой исчезновения. Из них 66 % видов позвоночных животных являются обитателями континентов.
Выделяют четыре основные причины утраты видов:
- утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
- чрезмерная эксплуатация ресурсов;
- загрязнение окружающей среды;
- вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины антропогенного характера.
Подсчитали, что каждый год погибают тропические леса на площади 11, 1 млн. га (т. е. 21 га каждую минуту). Сокращение же 70 % тропических лесов ведет не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30 % численности видов, обитающих на соседних участках леса.
Многие морские виды исчезают из-за коммерческой эксплуатации моря. Крупные наземные животные, в частности африканский слон, также находятся под угрозой исчезновения вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки на зоны их естественного обитания.
Большую опасность антропогенного воздействия на окружающую среду представляет ее загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками, в частности пестицидами. Так, например, ДДТ, который давно был запрещен как экологически опасное вещество, до сих пор обнаруживается не только в почве, но и в составе тканей живых организмов. Причиной этого явления считают стабильность ДДТ (как и других хлорорганических соединений), а также его распространение с воздушными потоками, перелетными птицами.
Изменения климата вследствие выброса в атмосферу парниковых газов, по прогнозам специалистов, могут привести к изменению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других возрастет.
Внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур, таких как пшеницы и риса на Среднем Востоке и в Азии, повлекло за собой утрату генетических банков в Турции, Ираке, Иране, Афганистане и других странах.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям для благополучия человека и даже его существования на Земле. Однако, согласно результатам исследований, выполненных в течение 1986 - 1996 гг. в рамках МГБП, биоразнообразие экосистем и их функционирование не находятся в прямой связи. Устойчивость экосистем может быть нарушена при уменьшении биоразнообразия, так как она может быть обусловлена не реальным, а потенциальным биоразнообразием. Другими словами, виды, которые в данный момент не являются доминирующими, могут стать доминантами при изменении условий среды. Пока нельзя предсказать, как отразится на функционировании экосистемы потеря биоразнообразия, но специалисты предполагают, что вряд ли такие потери будут благоприятными.
О дним из принципов экологической нравственности является следующий принцип: каждое поколение имеет право на то же биоразнообразие, что и предыдущее.
Разрабатывается четыре вида мер, направленных на сохранение и устойчивое использование биоразнообразия.
1. Защита особой среды обитания - создание национальных парков, биосферных заповедников и других охранных зон.
2. Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации.
3. Сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.
4. Сокращение загрязнения окружающей среды.
Важным средством сохранения биоразнообразия является разработка международных и национальных программ и конвенций, направленных на осуществление этих мер. Признают, однако, что все эти меры пока недостаточны и процесс утраты видов продолжается в глобальном масштабе.
Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами, отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.
Международная программа DIVERSITAS, выполняемая в настоящее время, предполагает проведение инвентаризации и мониторинга биоразнообразия. Ведутся работы по выбору участков с учетом иерархического уровня репрезентативности экосистем, которые будут представлять различные биогеографические и экологические регионы Земли. «Пан-европейская стратегия биологического и ландшафтного разнообразия» (1995), рассчитанная на 20 лет, главное внимание уделяет прибрежным и морским экосистемам.
Вопросы для самоконтроля
1. Почему биоразнообразие является важнейшим жизненным ресурсом?
2. Каковы основные причины утраты видов?
3. Каковы основные меры по сохранению биоразнообразия?