Практична робота №2
ТЕМА: Средоформірующая роль екосистем і проблема відновлення порушених екосистем
МЕТА: Вивчення технологічних і екологічних форм впливу людини на біосферу
1. Технологічні форми впливу людини на біосферу
Вплив діяльності людини на природні співтовариства різноманітно і простежується на всіх рівнях біосфери. Кризовий її стан в першу чергу пов'язано з такими формами антропогенного впливу, як пряме винищення ряду видів живих організмів, а також забруднення біосфери промисловими і побутовими відходами, пестицидами і т.д.
1.1 Експлуатація біологічних ресурсів
Це виражається, в першу чергу, у винищуванні людиною рослин і тварин. Тільки за історичний час зареєстровано зникнення понад 100 видів великих ссавців і приблизно така ж кількість видів і підвидів птахів. Серед них такі унікальні форми, як моа (Нова Зеландія), епіорніс (Мадагаскар), безкрила гагара (Ісландія), морська корова (узбережжі Тихого океану) і ін.
Головні причини знищення птахів і ссавців - непомірна полювання і боротьба з шкідниками (таблиця 1). При цих формах впливу вимирання видів йшло головним чином через порушення механізмів відтворення популяцій через різке зниження їх чисельності та щільності населення.
Не менше число видів зникло з чисто екологічних причин: докорінна зміна властивих увазі біотопів, порушення биоценотических зв'язків у вигляді появи нових хижаків, збудників хвороб, переексплуатаціі екосистем і т.п.
Боротьба зі шкідливими наслідками переексплуатаціі біологічних ресурсів - завдання екологічна. Вона передбачає вивчення параметрів популяції експлуатованих видів і розробку на цій основі норм впливу промислу, що не порушують, а стимулюючих репродукцію в масштабах, повністю компенсують рівень промислового вилучення. Вторинні наслідки у вигляді спрощення структури екосистем і зниження рівня біологічного різноманіття також ґрунтуються на екологічних закономірності.
1.2 Забруднення біосфери
Різного роду забруднення атмосфери, грунту і гідросфери визначаються викидом промислових, побутових і сільськогосподарських відходів, що містять речовини, які не мають природних руйнівників і мають токсичну дію на живі організми. Такі форми впливу на біосферу визначаються недосконалістю технологічних процесів і незнанням закономірностей кругообігу речовин в природі.
Боротьба з різними формами забруднення біосфери - проблема, лише умовно относимая до екологічних. Розробка різного роду очисних споруд - завдання в основному технічна. Важливий і юридичний аспект - дотримання законодавства, що обмежує викид промислових відходів в навколишнє середовище. Власне екологічної виявляється проблема нормування допустимого рівня антропогенного навантаження на конкретні екосистеми. Теоретична база вирішення цього завдання лежить у вивченні адаптивних можливостей конкретних видів по відношенню до різних впливів на рівні організмів, їх популяцій і цілих спільнот.
2. Екологічні форми впливу людини на біосферу
Поряд з прямими впливами людство всіма формами своєї діяльності неминуче вносить непрямі зміни до складу і умови існування природних спільнот. Розвиток транспорту, грандіозні масштаби гидростроительства і меліорації, зміна ландшафтів в зв'язку зі створенням міст і введенням індустріальних методів сільського господарства - все це докорінно змінює умови існування оточуючих людини екосистем і окремих видів.
2.1 Вплив транспорту
З розвитком транспорту різко збільшується переселення тварин за межі їх природного ареалу. Процес це випадковий: рослини і тварини «подорожують» разом з вантажами, прикріплений до днищ кораблів, проникаючи в вагони, трюми і т.п. Відомо, що з появою перших швидкісних чайних кліперів в гирлі Темзи стали знаходити безхребетних, властивих Індійського океану.
В основному подібним шляхом транспортуються насіння рослин і безхребетні тварини; в менших кількостях, але досить регулярно завозяться хребетні, головним чином амфібії і рептилії, а також ссавці і рідше птиці.
Результати інтродукції живих організмів в нове середовище визначаються чисто екологічними закономірностями: наскільки умови в місцях інтродукції відповідають екологічній ніші і діапазону переносяться коливань окремих факторів і їх комплексів. При сприятливих кормових і абіотичних умовах укорінення виду можливо, якщо чисельність интродуцентов достатня для формування видоспецифических розмножуються груп і якщо в складі місцевого біоценозу відсутні досить потужні конкуренти і численні спеціалізовані хижаки. При дотриманні цих умов після деякого часу нерідко спостерігається «демографічний вибух» інтродукованого виду, що виражаються в різкому підвищенні чисельності і часто супроводжується несприятливими впливами на ті чи інші умови життя людини.
Аналогічні закономірності часто виявляються і при спрямованої акліматизації видів, які мають цінність для людини. І в цьому випадку стихійна, екологічно непродумані інтродукція виду в нові умови може закінчитися невдачею або через несприятливого вираження будь-яких екологічних факторів, або в силу недостатньої чисельності вихідної колонізує групи. У разі сприятливого поєднання «стартових» умов штучна акліматизація найчастіше призводить через деякий час до різкого підвищення чисельності інтродуцента, що не завжди відповідає попередніми планами. Наприклад, завезення кроликів в Австралії, будинкових горобців в Америку і ін.
При підготовці проектів акліматизації досить важливо крім обліку вихідних характеристик місць інтродукції прогнозувати не тільки передбачувану користь у вигляді експлуатації інтродуцента, але і його можливе значення для всього біоценозу. Вид - інтродуцент, наприклад, може виявитися більш сильним конкурентом, ніж місцеві, і сприяти їх витіснення (наприклад, в озері Балхаш інтродукований судак витіснив окуня).
Глобальні масштаби інтродукції нових видів ставлять проблему екологічного обґрунтування проектів акліматизації в число найбільш важливих прикладних аспектів екології.
2.3 Гідротехнічне будівництво
Гідротехнічні споруди має суттєвий вплив на водні співтовариства:
- переселення видів гідробіонтів по каналах (наприклад, відкриття Суецького каналу призвело до появи в Середземному морі ряду видів гідробіонтів з Червоного моря);
- негативний вплив гребель гідроелектростанцій на відтворення запасів риб з перекриттям нерестових шляхів. Створювані греблями водосховища також нерідко підривають запаси риб, затоплюючи колишні нерестовища. Нестійкість водного режиму водосховищ нерідко буває причиною обсихання нерестовищ при різких скидах води;
- нестійкість рівня води водосховищ ГРЕС чинить негативний вплив також на навколоводних ссавців і птахів, що заселяють узбережжя і мілководні зони водосховищ;
- загибель риби при попаданні її в зрошувальні системи. При цьому до 90% їх потрапляє туди вночі, так як в цей час у риб не виражена реакція на напрям і швидкість течії. Тому потрібно раціонально регулювати час забору вода або ж організовувати «світлову захист» на вході зрошувальної системи.
2.4 Зміна ландшафтів
В сучасних умовах антропогенний зміна ландшафтів є найбільш потужний і постійний фактор, який впливає на видовий склад, структуру і екологічні зв'язку в екосистемах.
Можна говорити про наступні головні напрямки впливу зміни ландшафтів на екосистеми:
- антропогенні зміни ведуть до збіднення видового складу і спрощення биоценотических зв'язків в екосистемі; воно майже завжди пов'язане зі зниженням стійкості систем як до зовнішніх чинників, так і до порушень динамічної рівноваги внутрішньосистемних взаємозв'язків (наприклад, введення монокультури в сільському господарстві);
- пов'язане з діяльністю людини ведення з вихідний тип ландшафту елементів мозаїчності збільшує біологічне різноманіття і ускладнює зв'язку в біоценозі; це підвищує стійкість антропогенних біоценозів такого типу (наприклад, дослідження населення птахів в районах з різною антропогенним навантаженням в південній Африці (дельта р. Окванго, Ботсвана) показало, що найбільше число видів відзначається в місцях, перехідних від природних біотипів і до сильно порушеним діяльністю людини (позначається внесення людиною деякої розмаїтості, мозаїчності в вихідний ландшафт));
- антропогенні ландшафти завжди в чомусь несуть риси, властиві будь-яким природним. Це визначає їх придатність і навіть привабливість для організмів певних життєвих форм. На цьому будується формування біотичних комплексів антропогенних екосистем.
Шлях подолання несприятливих наслідків антропогенного спрощення екосистем - формування різноманітності. Наприклад, при створенні лісових монокультур спеціально конструюються складні узлісся, що створюють умови для формування стійкого комплексу птахів і комах, що обмежують можливості виникнення спалахів шкідників.
У відкритих ландшафтах (степ, великі простори посівних культур і т.п.) биоценотические різноманітність створюється конструюванням лісових смуг, живоплотів, межових ділянок і т.п.
2.5 синантропізації фауни
Синантроп - в основному тварини і частково рослини, пристосовані до існування поряд з людиною, в перетвореної людиною середовищі.
Процес синантропізації - поступовий і досить тривалий. Починається він з кращого поселення представників будь-якого виду в антропогенно змінених ландшафтах. Наприклад, в Європі ряд видів птахів (чорний і співочий дрозди, кільчаста горлиця і ін.) В деревних насадженнях міст та інших населених пунктів досягають більшої чисельності і щільності населення, ніж в природних біотопах.
Синантропізація пояснюється наступним:
- тварини реагують на міста як на конгломерат умов, що імітує природні;
- особливості міської архітектури відкривають широкі можливості для поселення багатьох видів птахів і тварин;
- щільна забудова створює в місті сприятливий мікроклімат, що служить причиною формування осілих міських популяцій деяких птахів.
Багата міська фауна задовольняє естетичні запити людини, сприяє виникненню стійких, саморегулюючих екосистем, підтримуючи, наприклад, збереження зелених насаджень. Але є і негативні сторони: деякі птахи ушкоджують фруктові сади, іноді тварини є джерел інфекцій, з'являються зграї здичавілих собак і кошів.
Тому стихійного формування фауни міст і промислових районів необхідно протиставити спрямоване її створення на основі знання екології окремих видів. Те ж відноситься до формування складних і стійких рослинних угруповань, до екологічної корекції архітектурних форм і т.д.
1. Наведіть історичні приклади зникнення видів певних тварин і рослин (наприклад, мандрівний голуб, американський бізон (майже зниклий вид до кінця 19 століття) і ін.).
2. Назвіть джерела, види, речовини, що забруднюють атмосферу, грунт, гідросферу.
3. Наведіть історичні приклади переселення тварин з транспортом.
4. Наведіть історичні приклади невдалої акліматизації тварин.
5. Що таке синантропізація фауни? Наведіть приклади.
Завдання для СРС
1. Скласти глосарій (не менше 25 глосс) по третій і четвертій лекційним темам;
2. Реферування на тему «Біосфера і її стійкість»