Абиотический блок экосистем, его характеристика

Вопросы:

1. Абиотический блок экосистем, его характеристика.
2. Закон сукцессионного замедления.
3. Этапы эволюции биосферы.
4. Классификация загрязнений по происхождению.                                               5.       Конституционная основа природоохранного законодательства.

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Абиотический блок экосистем, его характеристика.

Абиотические факторы - это  факторы неживой природы (температура, влажность, соленость и минеральный  состав воды и другие).

1.Свет. Наиболее важный, определяющий саму возможность устойчивого существования жизни на Земле, фактор внешней среды - солнечный свет. Хотя под солнечным светом подразумевается только видимая часть непрерывного спектра солнечного излучения, необходимо иметь в виду, что, то или иное влияние на организмы, прямое или опосредственное, оказывает как более коротковолновое излучение, ультрафиолетовое, так и более длинноволновое, инфракрасное.

Ультрафиолетовое излучение, особенно в своей наиболее коротковолновой  части, обладает ионизирующими свойствами, и это определяет характер его  воздействия на организмы. Как и  другие виды ионизирующих излучений, обладающих относительно большой энергией квантов, оно приводит к образованию свободных  радикалов в живых клеток. Будучи очень активными, свободные радикалы вступают в необычные для клеток соединения с самыми разными молекулами, от низкомолекулярных регуляторных веществ до носителей генетической информации - ДНК и РНК. Это ведет  к многочисленным нарушениям в обмене веществ, что особенно ярко проявляется  в ранний период лучевой болезни  пораженных радиацией людей и  животных. Инфракрасная составляющая солнечного спектра, или тепловое излучение, также оказывает на живые организмы  как прямое, так и косвенное  воздействие. Некоторые животные, не имеющие постоянной температуры  тепла, способны использовать тепловое излучение для повышения температуры  тела.

Наиболее важен для  существования жизни на Земле  видимый свет - часть диапазона  солнечного спектра с длиной волны  от 390 до 770 ммк. В жизни

организмов и экосистем  видимый свет может играть роль как  энергетическую, так и сигнального  фактора. Сигнальная роль света проявляется  как у растений, так и у животных.

2. Химизм среды обитания. Живые организмы, существуя за счет обмена веществ с окружающей средой, сильно зависят от ее химического состава. Преобразуя органические и неорганические вещества среды, сами они могут в значительной мере изменять его. Взаимодействие неживых и живых компонентов биосферы целиком определяет особенности Земли как планеты, имеющей жизнь.

3. Температура среды. В первом приближении можно полагать, что жизнь возможна при температурах существования воды в жидкой фазе, т. е. в пределах от 0° до +100°С, поскольку биохимические реакции в клетках протекают в водных растворах. Главные факторы, определяющие температурные пределы активной жизнедеятельности или сохранения жизнеспособности организмов - температурная устойчивость белков, клеточных мембран и других макромолекулярных комплексов клетки, а также сбалансированность биохимических реакций в процессах клеточного метаболизма. Белки - сложные биополимеры, функциональная активность которых зависит от пространственной структуры молекулы, которая поддерживается многими связями - сильными (ковалентными и ионными) и слабыми, в том числе водородными, чувствительными к температуре. При низких температурах эти связи устойчивы.

4. Другие абиотические факторы сферы. В истории эволюции и текущей жизни отдельных видов и экосистем весьма значительная роль принадлежит всему комплексу климатических факторов. Современное распределение климатических зон определяет флору и фауну различных биографических биомов - тундры, тайги, смешанных лесов, степей, тропических мхов. Весь комплекс макро - и микроклиматических факторов, включая влажность, температуру, силу и направление ветров, высоту и сроки существование снежного покрова, сумму и временное распределение осадков, в решающей

степени определяет возможности  существования не только определенных видов, но и экосистем того или  иного типа и их вариантов.                  

       Многие абиотические факторы играют и свет, дополнительную роль в жизни разных видов - сигнальную.

       Для  экосистем, состоящей из множества  видов разного эволюционного  уровня, влияние всего комплекса  абиотических факторов всегда  представляет собой сложную систему  взаимодействий. Полный учет всех  взаимовлияний абиотических и  биотических факторов в природных  экосистемах оказывается почти  невозможным, поэтому в реальных  условиях приходится ограничиваться  анализом лишь наиболее важных  факторов, определяющих не конкретные  особенности, а только тип экосистемы. Конкретный ход таких изменений  всегда должен отлеживаться в  реальном времени системой мониторинга  природной среды регулярного  контроля параметров экосистем.

        2. Закон сукцессионного замедления.

Одним из главных достижений экологии стало открытие того факта, что развиваются не только организмы  и виды, но и экосистемы. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга, называется сукцессией. Сукцессия происходит в  результате изменения физической среды  под действием сообщества, т. е. контролируется им. Замещение видов в экосистемах  вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают  условия благоприятные для других популяций; это продолжается до тех  пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическими и абиотическими  компонентами. Развитие экосистем во многом аналогично развитию отдельного организма и в то же время сходно с развитием биосферы в целом.

         Сукцессия в энергетическом смысле связана с фундаментальным увеличением количества энергии , направленной на поддержание системы. Сукцессия состоит из стадий роста, стабилизации и климакса. Их можноразличать на основе критерия продуктивности: на первой стадии продукция растет до максимума, на второй - остается постоянной, на третей - уменьшается до нуля по мере деградации системы.

         Одно - и даже двувидовые сообщества весьма нестабильны. Нестабильность означает, что могут происходить большие колебания плотности популяций. Это обстоятельство детерминирует эволюцию экосистемы к зрелому состоянию. На зрелой стадии увеличивается регуляция по типу обратной связи, направленная на поддержание стабильности системы.

          Высокая продуктивность дает низкую надежность- это еще одна формулировка основного закона экологии, из которой вытекает следующее правило: «Оптимальная эффективность всегда меньше максимальной.»

          В более общем плане воздействие человека на природную среду сопровождается уменьшением разнообразия в природе.

          В природе существует как бы естественные силы стратификации, которые к усложнению экосистем и к созданию все большего разнообразия. Действия вопреки этим силам отбрасывают экосистемы назад. Разнообразие естественным образом растет, но не любое, а лишь интегрированное. Если какой - то вид войдет в экосистему, то не может разрушить ее стабильность (как сейчас человек), если не будет интегрирован в нее. Здесь прослеживается интересная аналогия между развитием экосистемы и развитием организма и человеческого общества.

 

 

 

3. Этапы эволюции биосферы.

 

        Эволюцию биосферы изучает раздел экологии, который называется эволюционной экологией. Следует отличать эволюционную экологию от экодинамики (динамической экологии). Последняя имеет дело с короткими интервалами развития биосферы и экосистем, в то время первая рассматривает развитие биосферы на более длительном отрезке времени. Так, изучение биохимических круговоротов и сукцессии - задача

экодинамики, а принципиальных изменений в механизмах круговорота  веществ и в ходе сукцессии - задача эволюционной экологии.

         Одним из важнейших направлений в изучении эволюции является изучение развития форм жизни. Здесь можно отметить несколько этапов.

         Этап 1. Клетки без ядра, но имеющие нити ДНК, напоминают нынешние бактерии сине-зеленые водоросли. Возраст этих самых древних организмов- более 3 млрд.лет. Они обладают такими свойствами, как подвижность, питание и способность запасать пищу и энергию, защита от нежелательных воздействий, размножение, раздражимость, приспособление к изменяющимся внешним условиям, способность к росту.

         Этап 2. На данном этапе (приблизительно 2 млрд.лет тому назад) в клетке появляется ядро. Одноклеточные организмы с ядром называются простейшими, их 25-30 тыс. видов. Самые простые из них - амебы. Инфузории имеют реснички. Ядро простейших окружено двухмембранной оболочкой с порами и содержит хромосомы и нуклеоли. Ископаемые простейшие радиолярии и фораминиферы - являются основной частью осадочных горных пород. Многие простейшие обладают сложным двигательным аппаратом.

         Этап 3. На данном этапе (примерно 1 млрд. лет тому назад) появляются многоклеточные организмы. В результате растительной деятельности - фотосинтеза - из углекислоты и воды при использовании солнечной энергии, улавливаемой хлорофиллом, возникло органическое вещество. Возникновение и распространение растительности привело к коренному изменению состава атмосферы, первоначально имевшей очень мало свободного кислорода. Растения, ассимилирующие углерод из углекислого газа, создали атмосферу, содержащую свободный кислород, который представляет собой не только активный химический агент, но и источник озона, преградившего путь коротким ультрафиолетовым лучам к поверхности Земли.

 

       5. Конституционная основа природоохранного законодательства.

        Как и в любой иной области, в регулировании отношений собственности на природные ресурсы, природопользования, охраны окружающей среды, признания, охраны и защиты, экологических прав и законных интересов человека и гражданина Конституции РФ играет основополагающую роль. Эта роль предопределена тем, что в Конституции закрепляются (признаются) права и свободы человека и гражданина, гарантии их соблюдения и защиты, заложены основы организации и пределы государственной власти. При анализе Конституции России как источника права окружающей среды можно выделить две группы норм: общего характера, важных с точки зрения последовательного обеспечения охраны окружающей среды и рационального природопользования, и «чисто» экологические. Одна из наиболее существенных новаций основ конституционного строя России, установленных действующей Конституцией, связана с закреплением принципа разделения государственной власти в России на законодательную, исполнительную и судебную (ст. 10). Конституция закрепила не что иное, как разделение труда уполномоченных государственных органов на осуществление исполнительной законодательной и судебной деятельности. Применительно к рассматриваемой сфере - это деятельность по формированию современного законодательства об окружающей среде, обеспечению его реализации, а также рационального природопользования и охраны окружающей среды, последовательному соблюдению, охране и защите экологических прав физических и юридических лиц. Соответствующие ветви власти при этом независимы одна от другой. Цель разделения властей - создание гарантий от произвола, обеспечение законности.

         В Конституции РФ есть много иных норм общего характера, которые имеют отношение к решению вопросов природопользования и охраны окружающей среды, защиты прав человека. Например, положения ст. 714 72

о предметах ведения РФ и субъектов Федерации при  принятии федеральных законов (п. «а»  ст. 71).

         При характеристике Конституции РФ как источника права окружающей среды. Надо обратить особое внимание на специальные - экологические нормы. Многие из них закрепляют принципиально новые подходы к регулированию отношений собственности на природные ресурсы, природопользование и охраны окружающей среды.

         Одной из центральных по значимости, является ст.9, согласно которой земля и другие природные ресурсы используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующей территории (ч.1). Отношение собственности на природные ресурсы регулируются также в ст.36 Конституции РФ, закрепившей право граждан и их объединений иметь в частной собственности землю - основное средство производства. Определяя эколого - правовой статус человека и гражданина, наряду с правами, Конституция устанавливает обязанность каждого сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам.