Біографії Характеристики Аналіз

Які типи екологічних пірамід може бути зверненими. Екологічні піраміди - Гіпермаркет знань

В результаті складних харчових взаємин між різними організмами складаються трофічні (харчові) зв'язки чи ланцюги живлення.Ланцюг живлення зазвичай складається з декількох ланок:

продуценти – консументи – редуценти.

Екологічна піраміда– кількість рослинної речовини, що служить основою для харчування, у кілька разів більша за загальну масу рослиноїдних тварин, а маса кожної з наступних ланок харчового ланцюгаменше попереднього (рис. 54).

Екологічна піраміда – графічні зображення співвідношення між продуцентами, консументами та редуцентами в екосистемі.

Мал. 54. Спрощена схема екологічної піраміди

або піраміди чисел (за Коробкіном, 2006)

Графічну модель піраміди розробив 1927 р. американський зоолог Чарльз Елтон. Підставою піраміди є перший трофічний рівень – рівень продуцентів, а наступні поверхи піраміди утворені наступними рівнями – консументами різних порядків. Висота всіх блоків однакова, а довжина пропорційна числу, біомасі чи енергії на відповідному рівні. Розрізняють три способи побудови екологічних пірамід.

1. Піраміда чисел (чисельностей) відбиває чисельність окремих організмів кожному рівні (див. рис. 55). Наприклад, щоб прогодувати одного вовка, необхідно принаймні кілька зайців, на яких він міг би полювати; щоб прогодувати цих зайців, потрібна досить велика кількість різноманітних рослин. Іноді піраміди чисел можуть бути зверненими або перевернутими. Це стосується харчових ланцюгів лісу, коли продуцентами є дерева, а первинними консументами – комахи. У цьому випадку рівень первинних консументів чисельно багатший за рівень продуцентів (на одному дереві годується велика кількість комах).

2. Піраміда біомасспіввідношення мас організмів різних трофічних рівнів. Зазвичай у наземних біоценозах Загальна масапродуцентів більше, ніж кожної наступної ланки. У свою чергу, загальна маса консументів першого порядку більша, ніж консументів другого порядку тощо. Якщо організми не дуже розрізняються за розмірами, то на графіці зазвичай виходить ступінчаста піраміда з верхівкою, що звужується. Так, для утворення 1 кг яловичини потрібно 70-90 кг свіжої трави.

У водних екосистемах можна також отримати звернену, або перевернуту, піраміду біомас, коли біомаса продуцентів виявляється меншою, ніж консументів, а іноді і редуцентів. Наприклад, в океані при досить високій продуктивності фітопланктону загальна маса в даний момент його може бути меншою, ніж у споживачів-консументів (кити, великі риби, молюски) (рис. 55).



Мал. 55. Піраміди біомаси деяких біоценозів (за Коробкіном, 2004):

П – продуценти; РК - рослиноїдні консументи; ПК - м'ясоїдні консументи;

Ф – фітопланктон; 3 – зоопланктон (крайня справа піраміда біомаси має перевернутий вигляд)

Піраміди чисел та біомас відображають статикусистеми, т. е. характеризують кількість чи біомасу організмів у певний проміжок часу. Вони не дають повної інформаціїпро трофічну структуру екосистеми, хоча дозволяють вирішувати ряд практичних завдань, особливо пов'язаних із збереженням стійкості екосистем. Піраміда чисел дозволяє, наприклад, розраховувати допустиму величину улову риби або відстрілу тварин у мисливський період без наслідків для їх нормального відтворення.

3. Піраміда енергії відображає величину потоку енергії, швидкість проходження маси їжі через харчовий ланцюг. На структуру біоценозу переважно впливає не кількість фіксованої енергії, а швидкість продукування їжі (рис. 56).

Встановлено, що максимальна величина енергії, що передається на наступний трофічний рівень, може в деяких випадках становити 30% від попереднього, і це в найкращому випадку. У багатьох біоценозах, харчових ланцюгах величина енергії, що передається, може становити всього лише 1 %.

Мал. 56. Піраміда енергії (закон 10% або 10:1),

(По Цвітковій, 1999)

У 1942 р. американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить в середньому близько 10% енергії, що надійшла на попередній рівень екологічної піраміди. Решта енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т. д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% всієї енергії, яка витрачається на підтримку їхньої життєдіяльності.

Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, то його власна маса може збільшитись на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг зайчатини, збільшують свою масу вже тільки на 100 г. У деревних рослин ця частка набагато нижча через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більша, оскільки у них відсутні тканини, що важко засвоюються. Однак загальна закономірністьПроцес передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж через нижні рівні.

Ось чому ланцюги живлення зазвичай не можуть мати більше 3-5 (рідко 6) ланок, а екологічні піраміди не можуть складатися з великої кількості поверхів. До кінцевої ланки харчового ланцюга так само, як і до верхнього поверху екологічної піраміди, надходитиме так мало енергії, що її не вистачить у разі збільшення кількості організмів.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

гарну роботуна сайт">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://allbest.ru

Міністерство освіти та наукимолоді та спорту України

НТУ «ХПІ»

Кафедра «Орани праці та навколишнього середовища»

Реферат

на тему: «Екологічні піраміди»

Виконала: ст. гр. МТ-30б

Мазанова Дар'я

Перевірив: проф. Древаль О. Н.

м. Харків

Вступ

1. Піраміди чисельності

2. Піраміди біомаси

3. Піраміди енергії

Висновок

Список літератури

Вступ

Екологічна піраміда - графічні зображення співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів (травоїдних, хижаків, видів, що харчуються іншими хижаками) в екосистемі. Ефект пірамід у вигляді графічних моделейрозроблений у 1927 році Ч. Елтоном.

Правило екологічної піраміли полягає в тому, що кількість рослинної речовини, що служить основою ланцюга живлення, приблизно в 10 разів більша, ніж маса рослиноїдних тварин, і кожен наступний харчовий рівень також має масу, в 10 разів меншу. Це відомо як правило Ліндемана чи правило 10%.

Ланцюг взаємопов'язаних видів, що послідовно витягують органічна речовината енергію з вихідної харчової речовини. Кожна попередня ланка ланцюга живлення є їжею для наступної ланки.

Наведемо простий приклад екологічної піраміди:

Нехай одну людину протягом року можна прогодувати 300 форелями. Для їх харчування потрібно 90 тисяч пуголовків жаб. Щоб прогодувати цих пуголовків, потрібні 27 000 000 комах, які споживають за рік 1 000 тонн трави. Якщо людина буде харчуватися рослинною їжею, то всі проміжні щаблі піраміди можна викинути і тоді 1000 т біомаси рослин зможе прогодувати в 1000 разів більше людей.

1. Пірамідичисельності

Для вивчення взаємовідносин між організмами в екосистемі та для графічного уявленняцих взаємин зручніше використовувати не схеми харчових мереж, а екологічні піраміди. При цьому спочатку підраховують кількість різних організмів на даній території, згрупувавши їх за трофічними рівнями.

Після таких підрахунків стає очевидним, що чисельність тварин прогресивно зменшується під час переходу від другого трофічного рівня до наступних. Чисельність рослин першого трофічного рівня теж нерідко перевищує чисельність тварин, що становлять другий рівень. Це можна відобразити як піраміди чисельності.

Для зручності кількість організмів на даному трофічному рівні може бути представлена ​​у вигляді прямокутника, довжина (або площа) якого пропорційна числу організмів, що мешкають на даній площі (або в даному обсязіякщо це водна екосистема

2. Пірамідибіомаси

Незручностей, пов'язаних із використанням пірамід чисельності, можна уникнути шляхом побудови пірамід біомаси, в яких враховується сумарна маса організмів (біомаси) кожного трофічного рівня.

Визначення біомаси включає не тільки облік чисельності, а й зважування окремих особин, так що це більш трудомісткий процес, що потребує більше часу та спеціального обладнання.

Таким чином, прямокутники у пірамідах біомаси відображають масу організмів кожного трофічного рівня, віднесену до одиниці площі чи обсягу.

При відборі зразків, інакше кажучи, в даний час завжди визначається так звана біомаса на корені, або врожай на корені. Важливо розуміти, що ця величина не містить інформації про швидкість утворення біомаси (продуктивності) або її споживання; інакше можуть виникнути помилки з двох причин:

1. Якщо швидкість споживання біомаси (втрата внаслідок поїдання) приблизно відповідає швидкості її утворення, то врожай на корені не обов'язково свідчить про продуктивність, тобто про кількість енергії та речовини, що переходять з одного трофічного рівня на інший за даний періодчасу, наприклад, за рік.

Так, на родючому, інтенсивно використовуваному пасовищі врожай трав на корені може бути нижчим, а продуктивність вищою, ніж менш родючим, але мало використовуваним для випасу.

2. Продуцентом невеликих розмірів, таким як водорості, властива висока швидкість відновлення, тобто висока швидкість росту та розмноження, врівноважена інтенсивним споживанням їх у їжу іншими організмами та природною загибеллю.

Таким чином, хоча біомаса на корені може бути малою в порівнянні з великими продуцентами (наприклад, деревами), продуктивність може бути не меншою, оскільки дерева накопичують біомасу протягом тривалого часу.

Іншими словами, фітопланктон з такою самою продуктивністю, як у дерева, матиме набагато меншу біомасу, хоча він міг би підтримати життя такої ж маси тварин.

Взагалі ж популяції великих і довговічних рослин і тварин мають меншу швидкість відновлення в порівнянні з дрібними і короткоживучими, і акумулюють речовину і енергію протягом більш тривалого часу.

Зоопланктон має більшу біомасу, ніж фітопланктон, яким він харчується. Це характерно для планктонних угруповань озер і морів у певну пору року; біомаса фітопланктону перевищує біомасу зоопланктону під час весняного «цвітіння», але в інші періоди можливе зворотне співвідношення. Подібних аномалій, що здаються, можна уникнути, застосовуючи піраміди енергії.

3. Пірамідиенергії

екосистема популяція біомаса

Організми в екосистемі пов'язані спільністю енергії та поживних речовин. Всю екосистему можна уподібнити єдиному механізму, що споживає енергію та поживні речовини для роботи. Поживні речовини спочатку походять з абіотичного компонента системи, в який зрештою і повертаються або як відходи життєдіяльності, або після загибелі та руйнування організмів. Таким чином в екосистемі відбувається кругообіг поживних речовин, в якому беруть участь і живий, і неживий компоненти. Рушійною силою цих кругообігів служить, зрештою, енергія Сонця. Фотосинтезують організми безпосередньо використовують енергію сонячного світла і потім передають її іншим представникам біотичного компонента.

У результаті створюється потік енергії та поживних речовин через екосистему. Енергія може існувати у вигляді різних взаємоперетворюваних форм, таких як механічна, хімічна, теплова та електрична енергія. Перехід однієї форми на іншу називається перетворенням енергії. На відміну від потоку речовин в екосистемі, що носить циклічний характер, потік енергії нагадує вулицю з одностороннім рухом. У екосистеми енергія надходить від Сонця і, поступово переходячи з однієї форми в іншу, розсіюється у вигляді тепла, гублячись у нескінченному космічному просторі.

Слід зазначити, що кліматичні факториабіотичного компонента, такі як температура, рух атмосфери, випаровування та опади, теж регулюються надходженням сонячної енергії. Таким чином, всі живі організми це перетворювачі енергії, і щоразу, коли відбувається перетворення енергії, частина її втрачається у вигляді тепла. Зрештою, вся енергія, що надходить у біотичний компонент екосистеми, розсіюється як тепла. У 1942 р. Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій, або закон (правило) 10 %, згідно з яким з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інший, більш високий її рівень (за «драбиною»: продуцент консумент редуцент) в середньому близько 10 % надійшла на попередній рівень екологічної піраміди енергії.

Зворотний потік, пов'язаний із споживанням речовин і продукованою верхнім рівнем екологічної піраміди енергією нижчим її рівням, наприклад від тварин до рослин, набагато слабше не більше 0,5% (навіть 0,25%) від загального її потоку, і тому говорити про кругообіг енергії у біоценозі не доводиться. Якщо енергія при переході на більш високий рівень екологічної піраміди десятикратно втрачається, то накопичення ряду речовин, у тому числі токсичних і радіоактивних, приблизно такої ж пропорції збільшується.

Цей факт фіксовано у правилі біологічного посилення. Воно справедливе всім ценозів. При незмінному енергетичному потоці в харчової мережіабо ланцюги дрібніші наземні організми з високим питомим метаболізмом створюють відносно меншу біомасу, ніж великі.

Тому через антропогенне порушення природи відбувається подрібнення «середньої» особини живого на суші великі звірі та птиці винищуються, взагалі всі великі представники рослинного та тваринного царства все більше і більше робляться раритетами. Це неминуче має вести до загального зниження відносної продуктивності організмів суші та термодинамічного розладу в біосистемах, у тому числі співтовариств та біоценозу.

Зникнення видів, складених великими особинами, змінює речовинно-енергетичну структуру ценозів. Оскільки енергетичний потік, що проходить через біоценоз та екосистему, загалом практично не змінюється (інакше відбулася б зміна типу ценозу), включаються механізми біоценотичного, або екологічного, дублювання: організми однієї трофічної групи та рівня екологічної піраміди закономірно заміняють один одного. Причому дрібний вигляд встає на місце великого, еволюційно нижче організований витісняє більш організований, більш генетично рухливий приходить на зміну менш генетично мінливому. Так, при винищуванні копитних у степу їх замінюють гризуни, а в ряді випадків рослиноїдні комахи.

Іншими словами, саме в антропогенному порушенні енергетичного балансу природних степових екосистемслід шукати одну з причин почастішання навал сарани. За відсутності хижаків на вододілах Південного Сахаліну в бамбучниках їхню роль виконує сірий щур.

Можливо, такий самий механізм виникнення нових інфекційних захворюваньлюдини. В одних випадках виникає зовсім нова екологічна ніша, а в інших боротьба із захворюваннями та знищення їх збудників звільняє таку нішу в людських популяціях. Ще за 13 років до відкриття ВІЛ було передбачено ймовірність появи «грипоподібного захворювання з високою летальністю».

Висновок

Очевидно, що системи, що суперечать природним принципам та законам, нестійкі. Спроби зберегти їх стають все більш дорогими та складними, і в будь-якому випадку приречені на невдачу.

Вивчаючи закони функціонування екосистем, ми маємо справу з потоком енергії, що проходять через ту чи іншу екосистему. Швидкість накопичення енергії у формі органічної речовини, яка може бути використана в їжу, є важливим параметром, тому що їм визначається загальний потік енергії через біотичний компонент екосистеми, а значить і кількість (біомаса) тварин організмів, які можуть існувати в екосистемі.

"Отримання врожаю" означає вилучення з екосистеми тих організмів або їх частин, які використовуються в їжу (або для інших цілей). При цьому бажано, щоб екосистема виробляла придатну для їжі продукцію найефективніше. Раціональне природокористуванняєдиний вихід із ситуації.

Загальне завдання раціонального управління природними ресурсами полягає у виборі найкращих або оптимальних способів експлуатації природних і штучних (наприклад, у сільському господарстві) екосистем. Причому під експлуатацією розуміється не лише збирання врожаю, а й вплив тими чи іншими видами. господарської діяльностіна умови існування природних біогеоценозів Отже, раціональне використання природних ресурсівпередбачає створення збалансованого сільськогосподарського виробництва, що не виснажує ґрунтові та водні ресурси та не забруднює землю та продукти харчування; збереження природних ландшафтів та забезпечення чистоти довкілля, збереження нормального функціонування екосистем та їх комплексів, підтримання біологічного розмаїття природних угруповань планети.

переліклітератури

1. Реймерс Н. Ф. Екологія. М., 1994.

2. Реймерс Н. Ф. Популярний біологічний словник.

3. Небіл Б. Наука про довкілля: Як влаштований світ. У 2 т. М.: Світ, 1993.

4. Гольдфейн М. Д., Кожевніков Н. В. та ін. Проблеми життя в навколишньому середовищі.

5. Реввель П., Реввель Ч. Середовище нашого проживання. М., 1994.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

    Характеристика вікової структури популяцій. Вивчення змін її основних біологічних характеристик (чисельності, біомаси та популяційної структури). Типи екологічних взаємодій між організмами Роль конкуренції у поділі місцепроживання.

    реферат, доданий 08.07.2010

    Поняття та класифікація екологічного фактора. Співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів в екосистемі. Біологічне забруднення довкілля. Види юридичної відповідальності посадових осіб за екологічні правопорушення.

    контрольна робота , доданий 12.02.2015

    Розгляд співвідношення пасовищних та детритних ланцюгів. Побудова пірамід чисельності, біомаси та енергії. Порівняння основних ознак водних та наземних екосистем. Типи біогеохімічних кругообігів у природі. Концепція озонового шару стратосфери.

    презентація , додано 19.10.2014

    контрольна робота , доданий 28.09.2010

    Роль природи у житті і суспільства. Помилкові тенденції у природокористуванні. Антропогенні чинники зміни природи Закони екології Б. Коммонера. Глобальні моделі-прогнози розвитку природи та суспільства. Концепція екологічного імперативу.

    реферат, доданий 19.05.2010

    Динамічні та статичні властивості популяцій. Кругообіг речовин та потік енергії в екосистемі. Основні положення вчення про біосферу та ноосферу. Стратегія сталого розвиткуцивілізації. Антропогенні фактори виникнення нестійкості у біосфері.

    курс лекцій, доданий 16.10.2012

    Ознайомлення з особливостями трофічних рівнів у екосистемі. Розгляд основ передачі речовини та енергії з ланцюга живлення, виїдання та розкладання. Аналіз правила піраміди біологічної продукції – закономірності створення біомаси у ланцюгах харчування.

    презентація , доданий 21.01.2015

    Поняття про біогенні речовини. Природний кругообіг сірки. Типи екологічних пірамід. Піраміди біомаси, чисельності та енергії. "Порядок денний на XXI століття", принципи забезпечення сталого розвитку. Програма підтримки Білорусі уряду Німеччини.

    контрольна робота , доданий 05.05.2012

    Байкальська епішура – ​​домінантний зоопланктонний вид в екосистемі товщі вод Байкалу, динаміка її популяцій як визначальний фактор трофічних взаємин у пелагіалі озера. Зв'язок між сезонною динамікою віково-статевої структури та чисельністю.

    стаття, доданий 02.06.2015

    Середовище проживання, класифікація екологічних факторів. Потоки енергії у екосистемі, екологічні піраміди. Заходи щодо запобігання та усунення забруднення ґрунтів неорганічними відходами та викидами. Ліцензія, договір та ліміти на природокористування.

Екологічна піраміда- графічні зображення співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів (травоїдних, хижаків; видів, що харчуються іншими хижаками) в екосистемі.

Схематично зображати ці співвідношення запропонував американський зоолог Чарльз Елтон у 1927 році.

p align="justify"> При схематичному зображенні кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчової ланцюга (піраміда Елтона), їх масі або енергії. Розташовані у певній послідовності прямокутники створюють різні форми піраміди.

Підставою піраміди служить перший трофічний рівень – рівень продуцентів, наступні поверхи піраміди утворені наступними рівнями харчового ланцюга – консументами різних порядків. Висота всіх блоків у піраміді однакова, а довжина пропорційна числу, біомасі чи енергії на відповідному рівні.

Екологічні піраміди розрізняють залежно від показників, виходячи з яких будується піраміда. При цьому для всіх пірамід встановлено основне правило, згідно з яким у будь-якій екосистемі більше рослин, Чим тварин, травоїдних, ніж м'ясоїдних, комах, ніж птахів.

На основі правила екологічної піраміди можна визначити чи розрахувати кількісні співвідношення різних видіврослин і тварин у природних і штучно створюваних екологічних системах. Наприклад, 1 кг маси морського звіра (тюленя, дельфіна) потрібно 10 кг з'їденої риби, а цим 10 кг потрібно вже 100 кг їх корму - водних безхребетних, яким у свою чергу для утворення такої маси необхідно з'їдати 1000 кг водоростей та бактерій. У даному випадкуекологічна піраміда буде стійкою.

Однак, як відомо, з кожного правила бувають винятки, які будуть розглянуті у кожному типі екологічних пірамід.

Типи екологічних пірамід

  1. піраміди чисел- на кожному рівні відкладається чисельність окремих організмів

Піраміда чисел відображає чітку закономірність, виявлену Елтоном: кількість особин, що становлять послідовний ряд ланок від продуцентів до консументів, неухильно зменшується (рис.3).

Наприклад, щоб прогодувати одного вовка, необхідно принаймні кілька зайців, на яких він міг би полювати; щоб прогодувати цих зайців, потрібна досить велика кількість різноманітних рослин. В даному випадку піраміда матиме вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори.

Однак подібна форма піраміди чисел характерна не для всіх екосистем. Іноді можуть бути зверненими, чи перевернутими. Це стосується харчових ланцюгів лісу, коли продуцентами є дерева, а первинними консументами - комахи. У цьому випадку рівень первинних консументів чисельно багатший за рівень продуцентів (на одному дереві годується велика кількість комах), тому піраміди чисел найменш інформативні та найменш показові, тобто. чисельність організмів одного трофічного рівня значною мірою залежить від своїх розмірів.

  1. піраміди біомас- характеризує загальну суху або сиру масу організмів на даному трофічному рівні, наприклад, в одиницях маси на одиницю площі - г/м 2 кг/га, т/км 2 або на об'єм - г/м 3 (рис.4)

Зазвичай у наземних біоценозах загальна маса продуцентів більша, ніж кожної наступної ланки. У свою чергу, загальна маса консументів першого порядку більша, ніж консументів другого порядку тощо.

В даному випадку (якщо організми не дуже відрізняються за розмірами) піраміда також буде мати вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори. Однак і з цього правила є суттєві винятки. Наприклад, у морях біомаса рослиноїдного зоопланктону істотно (іноді в 2-3 рази) більше за біомасу фітопланктону, представленого переважно одноклітинними водоростями. Це пояснюється тим, що водорості дуже швидко виїдають зоопланктоном, але від повного виїдання їх оберігає дуже висока швидкість поділу їх клітин.

Загалом для наземних біогеоценозів, де продуценти великі та живуть порівняно довго, характерні щодо стійкі піраміди з широкою основою. У водних екосистемах, де продуценти невеликі за розміром і мають короткі життєві цикли, піраміда біомас може бути зверненою, або перевернутою (вістрям спрямована вниз). Так, в озерах і морях маса рослин перевищує масу споживачів тільки в період цвітіння (навесні), а в решту пори року може утворитися зворотне становище.

Піраміди чисел і біомас відбивають статику системи, т. е. характеризують кількість чи біомасу організмів у певний проміжок часу. Вони не дають повної інформації про трофічну структуру екосистеми, хоча дозволяють вирішувати низку практичних завдань, особливо пов'язаних із збереженням стійкості екосистем.

Піраміда чисел дозволяє, наприклад, розраховувати допустиму величину улову риби або відстрілу тварин у мисливський період без наслідків для їх нормального відтворення.

  1. піраміди енергії- Показує величину потоку енергії або продуктивності на послідовних рівнях (рис.5).

На противагу пірамідам чисел і біомаси, що відбивають статику системи (кількість організмів в даний момент), піраміда енергії відбиваючи картину швидкостей проходження маси їжі (кількості енергії) через кожен трофічний рівень харчового ланцюга, дає найбільш повне уявлення про функціональну організацію співтовариств.

На форму цієї піраміди не впливають зміни розмірів і інтенсивності метаболізму особин, і якщо враховані всі джерела енергії, то піраміда завжди буде мати типовий вигляд з широкою основою і верхівкою, що звужується. При побудові піраміди енергії до її основи часто додають прямокутник, що показує приплив сонячної енергії.

У 1942 р. американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить у середньому близько 10% екологічної піраміди енергії, що надійшла на попередній рівень. Решта енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т.д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% усієї енергії, яка витрачається на підтримку їхньої життєдіяльності.

Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, його власна маса може збільшитися на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг зайчатини, збільшують свою масу вже тільки на 100 г. У деревних рослин ця частка набагато нижча через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більша, оскільки у них відсутні тканини, що важко засвоюються. Проте загальна закономірність процесу передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж нижні.

Розглянемо перетворення енергії в екосистемі на прикладі простого пасовищного трофічного ланцюга, в якому є лише три трофічні рівні.

  1. рівень - трав'янисті рослини,
  2. рівень - травоїдні ссавці, наприклад, зайці
  3. рівень - хижі ссавці, наприклад, лисиці

Поживні речовини створюються в процесі фотосинтезу рослинами, які неорганічних речовин(вода, вуглекислий газ, мінеральні солі і т.д.) з використанням енергії сонячного світла утворюють органічні речовини та кисень, а також АТФ. Частина електромагнітної енергії сонячного випромінюванняпри цьому переходить в енергію хімічних зв'язківсинтезованих органічних речовин.

Вся органічна речовина, що створюється в процесі фотосинтезу, називається валовою первинною продукцією (ВПП). Частина енергії валової первинної продукції витрачається на дихання, внаслідок чого утворюється чиста первинна продукція (ЧПП), яка і є тією речовиною, яка надходить на другий трофічний рівень і використовується зайцями.

Нехай ЗПС становить 200 умовних одиниць енергії, а витрати рослин на дихання (R) – 50%, тобто. 100 умовних одиниць енергії. Тоді чиста первинна продукція дорівнюватиме: ПВП = ВПП - R (100 = 200 - 100), тобто. на другий трофічний рівень до зайців надійде 100 умовних одиниць енергії.

Однак, в силу різних причинзайці здатні споживати лише деяку частку ППП (інакше зникли б ресурси у розвиток живої матерії), істотна її частина, як відмерлих органічних залишків (підземні частини рослин, тверда деревина стебел, гілок тощо.) неспроможна поїдатися зайцями . Вона надходить у детрітні харчові ланцюги та (або) піддається розкладанню редуцентами (F). Інша частина йде на побудову нових клітин (чисельність популяції, приріст зайців – Р) та забезпечення енергетичного обміну або дихання (R).

У цьому випадку, згідно з балансовим підходом, балансова рівність витрати енергії (С) виглядатиме таким чином: С = Р + R + F, тобто. енергія, що надійшла на другий трофічний рівень, буде витрачена, згідно із законом Ліндемана, на приріст популяції - Р - 10%, інші 90% будуть витрачені на дихання і видалення незасвоєної їжі.

Таким чином, в екосистемах з підвищенням трофічного рівня відбувається швидке зменшення енергії, що накопичується у тілах живих організмів. Звідси зрозуміло чому кожен наступний рівень завжди буде меншим за попередній і чому ланцюги харчування зазвичай не можуть мати більше 3-5 (рідко 6) ланок, а екологічні піраміди не можуть складатися з великої кількості поверхів: до кінцевої ланки харчового ланцюга так само, як і до верхньому поверху екологічної піраміди, надходитиме так мало енергії, що її не вистачить у разі збільшення кількості організмів.

Така послідовність і підпорядкованість пов'язаних у формі трофічних рівнів груп організмів є потоками речовини та енергії в біогеоценозі, основу його функціональної організації.

У будь-якій трофічної ланцюга не вся їжа використовується зростання особини, тобто. на накопичення її біомаси. Частина її витрачається задоволення енергетичних витрат організму (дихання, рух, розмноження, підтримання температури тіла).

При цьому біомаса однієї ланки не може бути повністю перероблена наступною, і в кожній наступній ланці трофічного ланцюга відбувається зменшення біомаси.

У середньому вважається, що лише близько 10% біомаси та пов'язаної в ній енергії переходить із кожного трофічного рівня на наступний, тобто. продукція організмів кожного наступного трофічного рівня завжди менша в середньому в 10 разів продукції попереднього рівня.

Так, наприклад, у середньому з 1000 кг рослин утворюється 100 кг біомаси рослиноїдних тварин (консументів першого порядку). Плотоядні тварини (консументи другого порядку), що поїдають рослиноїдних, можуть синтезувати з цієї кількості 10 кг своєї біомаси, а хижаки (консументи) третього порядку), які харчуються м'ясоїдними тваринами, синтезують лише 1 кг своєї біомаси.

Таким чином , сумарна біомаса, укладена у ній енергія, і навіть чисельність особин прогресивно зменшуються у міру сходження по трофічним рівням.

Ця закономірність отримала назву правила екологічної піраміди

Дане явище вперше було вивчено Ч. ​​Елтоном (1927 р.) і названо ним пірамідою чисел або пірамідою Елтона.

Екологічна піраміда - це графічне зображення співвідношення між продуцентами та консументами різних порядків, виражене в одиницях біомаси (піраміда біомас), числа особин (Піраміда чисельності) або ув'язненої в масі живої речовини енергії (Піраміда енергії) (рис.6).

Рис.6. Схема екологічної піраміди.

Екологічна піраміда виражає трофічну структуру екосистем у геометричній формі.

Розрізняють три основні типи екологічних пірамід: піраміда чисел (чисельності), піраміда біомаси та піраміди енергії.

1) піраміди чисел, засновані на підрахунку організмів кожного трофічного рівня; 2) піраміди біомаси, У яких використовується сумарна маса (зазвичай суха) організмів на кожному трофічному рівні; 3) піраміди енергії, що враховують енергоємність організмів кожного трофічного рівня

Піраміди енергіївважаються найважливішими, оскільки вони безпосередньо звертаються до основи харчових відносин - потоку енергії, необхідної для життєдіяльності будь-яких організмів.

Піраміда чисел (чисельності)

Піраміда чисел (чисельності) чи піраміда Елтона відбиває чисельність окремих організмів кожному трофічному рівні.

Піраміда чисельності є найпростішим наближенням до вивчення трофічної структури екосистеми.

При цьому спочатку підраховують кількість організмів на даній території, згрупувавши їх за трофічними рівнями і представивши у вигляді прямокутника, довжина (або площа) якого пропорційна числу організмів, що мешкають на даній площі (або в даному обсязі, якщо це водна екосистема).

Піраміда чисельності може мати правильну форму, тобто. звужуватися догори (правильна або пряма), а може бути і перевернутою вершиною вниз (перевернута або звернена).

правильна (пряма) перевернута (навернена)

(став, озеро, луг, степ, пасовища та ін.) (ліс помірного пояса влітку та ін.)

Рис.7. Піраміда чисельності (1 - правильна; 2 - перевернута)

Піраміда чисельності має правильну форму, тобто. звужується при просуванні від рівня продуцентів до вищих трофічних рівнів, для водних екосистем (став, озеро та ін) та наземних екосистем (луг, степ, пасовища та ін).

Наприклад:

    тисяча особин фітопланктону в невеликому ставку може прогодувати 100 особин дрібних ракоподібних – консументів першого порядку, які у свою чергу прогодують 10 особин риб – консументів другого порядку, яких буде достатньо, щоб прогодуватись 1 окуню – консументу третього порядку.

Піраміда чисельності деяких екосистем, наприклад для лісу помірного пояса, має перевернуту форму.

Наприклад:

    у лісі помірного поясу влітку невелика кількість великих дерев - продуцентів забезпечує їжею величезну кількість невеликих за розміром комах-фітофагів та птахів - консументів першого порядку.

Однак у екології піраміда чисельності використовується рідко, оскільки через велику кількість особин кожному трофічному рівні важко відобразити структуру біоценозу щодо одного масштабі.

Піраміда біомаси

Піраміда біомаси відбиває повніше харчові взаємини у екосистемі, оскільки у ній враховується сумарна маса організмів (біомаса) кожного трофічного рівня.

Прямокутники у пірамідах біомаси відображають масу організмів кожного трофічного рівня, віднесену до одиниці площі чи обсягу.

Піраміди біомаси, як і, як і піраміди чисельності, може бути як правильної форми, а й перевернутими (наверненими) рис.8.

Консументи 3 порядку

Консументи 2 порядку

Консументи 1 порядку

Продуценти

правильна (пряма) перевернута (навернена)

(наземні екосистеми: (водні екосистеми: озеро,

луг, поле та ін) ставок і особливо морські

екосистеми)

Рис.7. Піраміда біомас (1 - правильна; 2 - перевернута)

Для більшості наземних екосистем (луг, поле та ін) сумарна біомаса кожного наступного трофічного рівня харчового ланцюга зменшується.

Це створює піраміду біомас, де істотно переважають продуценти, а над ними розташовуються трофічні рівні консументів, що поступово зменшуються, тобто. піраміда біомас має правильну форму.

Наприклад:

    у середньому із 1000 кг рослин утворюється 100 кг тіла рослиноїдних тварин – консументів першого порядку (фітофагів). Плотоядні тварини - консументи другого порядку, що поїдають рослиноїдних, можуть синтезувати з цієї кількості 10 кг своєї біомаси. А хижаки – консументи третього порядку, які харчуються м'ясоїдними тваринами, синтезують лише 1 кг своєї біомаси.

У водних екосистемах (озеро, ставок та ін.) піраміда біомас може бути перевернутою, де біомаса консументів переважає біомасу продуцентів.

Це пояснюється тим, що у водних екосистемах продуцентом є мікроскопічний фітопланктон, який швидко зростає і розмножується), який у достатній кількості безперервно постачає живу їжу консументам, що набагато повільно зростають і розмножуються. Зоопланктон (або інші тварини, які харчуються фітопланктоном) накопичують біомасу роками та десятиліттями, тоді як фітопланктон має вкрай короткий період життя (кілька днів чи годин).

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Національний дослідницький

Іркутський державний технічний університет

Заочно-вечірній факультет

Кафедра загальноосвітніх дисциплін


Контрольна роботаз Екології


виконав: Яковлєв В.Я

№ залікової книжки: 13150837

група: ЕПБЗ-13-2


Іркутськ 2015


1. Дайте поняття екологічного чинника. Класифікація екологічних факторів

2. Екологічні піраміди та їх характеристика

3. Що називають біологічним забрудненням довкілля?

4. Які є види відповідальності посадових осіб за екологічні порушення?

Список літератури


1. Дайте поняття екологічного чинника. Класифікація екологічних факторів


Середовище - це та частина природи, яка оточує живий організм і з якою він безпосередньо взаємодіє. Складові частини та властивості середовища різноманітні та мінливі. Будь-яка жива істота живе у складному світі, що змінюється, постійно пристосовуючись до нього і регулюючи свою життєдіяльність відповідно до його змін.

Окремі властивості чи частини середовища, що впливають організми, називаються екологічними чинниками. Чинники середовища різноманітні. Вони можуть бути необхідні або, навпаки, шкідливі для живих істот, сприяють або перешкоджають їх виживанню та розмноженню. Екологічні чинники мають різну природу та специфіку дії.

Абіотичні фактори- температура, світло, радіоактивне випромінювання, тиск, вологість повітря, сольовий склад води, вітер, течії, рельєф місцевості - це все властивості неживої природи, які безпосередньо чи опосередковано впливають на живі організми. Серед них розрізняють:

Фізичні чинники - такі чинники, джерелом яких є фізичний стан чи явище (наприклад, температура, тиск, вологість, рух повітря та інших.).

Хімічні фактори- такі фактори, що обумовлені хімічним складом середовища (солоність води, вміст кисню в повітрі та ін.).

Едафічні фактори (грунтові) - сукупність хімічних, фізичних, механічних властивостей ґрунтів та гірських порід, що впливають як на організми, для яких вони є середовищем проживання, так і на кореневу систему рослин (вологість, структура грунту, вміст біогенних елементів та ін).

Біотичні чинники - це всі форми впливу живих істот один на одного. Кожен організм постійно відчуває на собі пряме або непрямий впливінших, вступає у зв'язок з представниками свого виду та інших видів - рослинами, тваринами, мікроорганізмами - залежить від них і сам впливає на них. Навколишній органічний світ- складова частина середовища кожної живої істоти.

Антропогенні фактори – це всі форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи, як довкілля інших видів, або безпосередньо позначаються на їхньому житті. У ході історії людства розвиток спочатку полювання, а потім сільського господарства, промисловості, транспорту сильно змінило природу нашої планети. Значення антропогенних впливів весь живий світ Землі продовжує стрімко зростати.

Виділяють такі групи антропогенних факторів:

Зміна структури земної поверхні;

Зміна складу біосфери, круговороту і балансу речовини, що входить до неї;

Зміна енергетичного та теплового балансу окремих ділянок та регіонів;

Зміни, що вносяться до біоти.

Умови існування - це сукупність необхідних організму елементів середовища, із якими перебуває у нерозривному єдності і яких існувати неспроможна. Елементи середовища, необхідні організму чи негативно нього впливають, називаються екологічними чинниками. У природі ці чинники діють не ізольовано друг від друга, а вигляді складного комплексу. Комплекс екологічних факторів, без яких організм існувати не може, і є умовами існування цього організму.

Всі пристосування організмів до існування в різних умовахвиробилися історично. В результаті сформувалися специфічні для кожної географічної зониугруповання рослин та тварин.

Екологічні фактори:

Елементарні - світло, тепло, волога, їжа тощо;

Комплексні;

Антропогенні;

Вплив екологічних чинників на живі організми характеризується деякими кількісними та якісними закономірностями. Німецький агрохімік Ю. Лібіх, спостерігаючи за впливом на рослини хімічних добрив, виявив, що обмеження дози будь-якого веде до уповільнення зростання. Ці спостереження дозволили вченому сформулювати правило, що зветься закону мінімуму (1840 р.).


2. Екологічні піраміди та їх характеристика


Екологічна піраміда - графічні зображення співвідношення між продуцентами та консументами всіх рівнів (травоїдних, хижаків; видів, що харчуються іншими хижаками) в екосистемі.

Схематично зображати ці співвідношення запропонував американський зоолог Чарльз Елтон у 1927 році.

p align="justify"> При схематичному зображенні кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчової ланцюга (піраміда Елтона), їх масі або енергії. Розташовані у певній послідовності прямокутники створюють різні форми піраміди.

Підставою піраміди служить перший трофічний рівень – рівень продуцентів, наступні поверхи піраміди утворені наступними рівнями харчового ланцюга – консументами різних порядків. Висота всіх блоків у піраміді однакова, а довжина пропорційна числу, біомасі чи енергії на відповідному рівні.

Екологічні піраміди розрізняють залежно від показників, виходячи з яких будується піраміда. При цьому для всіх пірамід встановлено основне правило, згідно з яким у будь-якій екосистемі більше рослин, ніж тварин, травоїдних, ніж м'ясоїдних, комах, ніж птахів.

На основі правила екологічної піраміди можна визначити або розрахувати кількісні співвідношення різних видів рослин і тварин у природних та штучно створюваних екологічних системах. Наприклад, 1 кг маси морського звіра (тюленя, дельфіна) потрібно 10 кг з'їденої риби, а цим 10 кг потрібно вже 100 кг їх корму - водних безхребетних, яким у свою чергу для утворення такої маси необхідно з'їдати 1000 кг водоростей та бактерій. У разі екологічна піраміда буде стійка.

Однак, як відомо, з кожного правила бувають винятки, які будуть розглянуті у кожному типі екологічних пірамід.


Типи екологічних пірамід

Піраміди чисел - кожному рівні відкладається чисельність окремих організмів

Піраміда чисел відображає чітку закономірність, виявлену Елтоном: кількість особин, що становлять послідовний ряд ланок від продуцентів до консументів, неухильно зменшується (рис.3).

Наприклад, щоб прогодувати одного вовка, необхідно принаймні кілька зайців, на яких він міг би полювати; щоб прогодувати цих зайців, потрібна досить велика кількість різноманітних рослин. В даному випадку піраміда матиме вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори.

Однак подібна форма піраміди чисел характерна не для всіх екосистем. Іноді можуть бути зверненими, чи перевернутими. Це стосується харчових ланцюгів лісу, коли продуцентами є дерева, а первинними консументами - комахи. У цьому випадку рівень первинних консументів чисельно багатший за рівень продуцентів (на одному дереві годується велика кількість комах), тому піраміди чисел найменш інформативні та найменш показові, тобто. чисельність організмів одного трофічного рівня значною мірою залежить від своїх розмірів.


Піраміди біомас - характеризує загальну суху або сиру масу організмів на даному трофічному рівні, наприклад, в одиницях маси на одиницю площі - г/м2, кг/га, т/км2 або обсяг - г/м3 (рис.4)

Зазвичай у наземних біоценозах загальна маса продуцентів більша, ніж кожної наступної ланки. У свою чергу, загальна маса консументів першого порядку більша, ніж консументів другого порядку тощо.

В даному випадку (якщо організми не дуже відрізняються за розмірами) піраміда також буде мати вигляд трикутника з широкою основою, що звужується догори. Однак і з цього правила є суттєві винятки. Наприклад, у морях біомаса рослиноїдного зоопланктону істотно (іноді в 2-3 рази) більше за біомасу фітопланктону, представленого переважно одноклітинними водоростями. Це пояснюється тим, що водорості дуже швидко виїдають зоопланктоном, але від повного виїдання їх оберігає дуже висока швидкість поділу їх клітин.

Загалом для наземних біогеоценозів, де продуценти великі та живуть порівняно довго, характерні щодо стійкі піраміди з широкою основою. У водних екосистемах, де продуценти невеликі за розміром і мають короткі життєві цикли, піраміда біомас може бути зверненою, або перевернутою (вістрям спрямована вниз). Так, в озерах і морях маса рослин перевищує масу споживачів тільки в період цвітіння (навесні), а в решту пори року може утворитися зворотне становище.

Піраміди чисел і біомас відбивають статику системи, т. е. характеризують кількість чи біомасу організмів у певний проміжок часу. Вони не дають повної інформації про трофічну структуру екосистеми, хоча дозволяють вирішувати низку практичних завдань, особливо пов'язаних із збереженням стійкості екосистем.

Піраміда чисел дозволяє, наприклад, розраховувати допустиму величину улову риби або відстрілу тварин у мисливський період без наслідків для їх нормального відтворення.


Піраміди енергії – показує величину потоку енергії чи продуктивності на послідовних рівнях (рис.5).

На противагу пірамідам чисел і біомаси, що відбивають статику системи (кількість організмів в даний момент), піраміда енергії відбиваючи картину швидкостей проходження маси їжі (кількості енергії) через кожен трофічний рівень харчового ланцюга, дає найбільш повне уявлення про функціональну організацію співтовариств.

На форму цієї піраміди не впливають зміни розмірів і інтенсивності метаболізму особин, і якщо враховані всі джерела енергії, то піраміда завжди буде мати типовий вигляд з широкою основою і верхівкою, що звужується. При побудові піраміди енергії до її основи часто додають прямокутник, що показує приплив сонячної енергії.

У 1942 р. американський еколог Р. Ліндеман сформулював закон піраміди енергій (закон 10 відсотків), згідно з яким з одного трофічного рівня через харчові ланцюги на інший трофічний рівень переходить у середньому близько 10% екологічної піраміди енергії, що надійшла на попередній рівень. Решта енергії втрачається у вигляді теплового випромінювання, на рух і т.д. Організми в результаті процесів обміну втрачають у кожній ланці харчового ланцюга близько 90% усієї енергії, яка витрачається на підтримку їхньої життєдіяльності.

Якщо заєць з'їв 10 кг рослинної маси, його власна маса може збільшитися на 1 кг. Лисиця або вовк, поїдаючи 1 кг зайчатини, збільшують свою масу вже тільки на 100 г. У деревних рослин ця частка набагато нижча через те, що деревина погано засвоюється організмами. Для трав і морських водоростей ця величина значно більша, оскільки у них відсутні тканини, що важко засвоюються. Проте загальна закономірність процесу передачі енергії залишається: через верхні трофічні рівні її проходить значно менше, ніж нижні.

Розглянемо перетворення енергії в екосистемі на прикладі простого пасовищного трофічного ланцюга, в якому є лише три трофічні рівні.

рівень - трав'янисті рослини,

рівень - травоїдні ссавці, наприклад, зайці

рівень - хижі ссавці, наприклад, лисиці

Поживні речовини створюються в процесі фотосинтезу рослинами, які з неорганічних речовин (вода, вуглекислий газ, мінеральні солі тощо) з використанням енергії сонячного світла утворюють органічні речовини та кисень, а також АТФ. Частина електромагнітної енергії сонячного випромінювання при цьому перетворюється на енергію хімічних зв'язків синтезованих органічних речовин.

Вся органічна речовина, що створюється в процесі фотосинтезу, називається валовою первинною продукцією (ВПП). Частина енергії валової первинної продукції витрачається на дихання, внаслідок чого утворюється чиста первинна продукція (ЧПП), яка і є тією речовиною, яка надходить на другий трофічний рівень і використовується зайцями.

Нехай ЗПС становить 200 умовних одиниць енергії, а витрати рослин на дихання (R) – 50%, тобто. 100 умовних одиниць енергії. Тоді чиста первинна продукція дорівнюватиме: ПВП = ВПП - R (100 = 200 - 100), тобто. на другий трофічний рівень до зайців надійде 100 умовних одиниць енергії.

Однак, з різних причин зайці здатні споживати лише деяку частку ППП (інакше зникли б ресурси у розвиток живої матерії), суттєва її частина, як відмерлих органічних залишків (підземні частини рослин, тверда деревина стебел, гілок тощо.) .) не здатна поїдатися зайцями. Вона надходить у детрітні харчові ланцюги та (або) піддається розкладанню редуцентами (F). Інша частина йде на побудову нових клітин (чисельність популяції, приріст зайців – Р) та забезпечення енергетичного обміну або дихання (R).

У цьому випадку, згідно з балансовим підходом, балансова рівність витрати енергії (С) виглядатиме таким чином: С = Р + R + F, тобто. енергія, що надійшла на другий трофічний рівень, буде витрачена, згідно із законом Ліндемана, на приріст популяції - Р - 10%, інші 90% будуть витрачені на дихання і видалення незасвоєної їжі.

Таким чином, в екосистемах з підвищенням трофічного рівня відбувається швидке зменшення енергії, що накопичується у тілах живих організмів. Звідси зрозуміло чому кожен наступний рівень завжди буде меншим за попередній і чому ланцюги харчування зазвичай не можуть мати більше 3-5 (рідко 6) ланок, а екологічні піраміди не можуть складатися з великої кількості поверхів: до кінцевої ланки харчового ланцюга так само, як і до верхньому поверху екологічної піраміди, надходитиме так мало енергії, що її не вистачить у разі збільшення кількості організмів.

Така послідовність і підпорядкованість пов'язаних у формі трофічних рівнів груп організмів є потоками речовини та енергії в біогеоценозі, основу його функціональної організації.


3. Що називають біологічним забрудненням довкілля?


Екологія є теоретичною основоюраціонального природовикористання, їй належить провідна роль розробці стратегії взаємовідносин природи та людського суспільства. Промислова екологія розглядає порушення природної рівновагивнаслідок господарської діяльності. При цьому найбільшим за своїми наслідками є забруднення навколишнього середовища. Під терміном «довкілля» прийнято розуміти все те, що прямо чи опосередковано впливає життя і діяльність людини.

По-новому слід оцінювати і роль дріжджів у природних екосистемах. Наприклад, багато нешкідливих комменсалів, що вважалися довго, епіфітні дріжджі, що рясно обсіменяють зелені частини рослин, можуть виявитися не такими вже «невинними», якщо врахувати, що вони являють собою лише гаплоїдну стадію в життєвому циклі організмів, близько споріднених з фітопатогенним голівневим або іржі. І, навпаки, патогенні для людини дріжджі, що викликають небезпечні та важковиліковні хвороби – кандидоз та криптококоз – у природі мають сапротрофну стадію і легко виділяються з мертвих органічних субстратів. З цих прикладів видно, що з розуміння екологічних функційдріжджів необхідно вивчення повних життєвих циклів кожного виду. Виявлено і автохтонні грунтові дріжджі з особливими функціями, важливими для утворення ґрунтової структури. Невичерпні за різноманіттям та зв'язком дріжджів з тваринами, особливо з безхребетними.

Забруднення атмосфери може бути пов'язане з природними процесами: виверженням вулканів, курними бурями, лісовими пожежами.

З іншого боку, атмосфера забруднюється внаслідок виробничої діяльності.

Джерелами забруднення повітря є димові викиди промислових підприємств. Викиди бувають організованими та неорганізованими. Викиди, що надходять із труб промислових підприємств, є спеціально спрямованими, організованими. Перш ніж вступити в трубу, вони проходять через очисні споруди, в яких здійснюється поглинання частини шкідливих речовин. З вікон, дверей, вентиляційних отворів виробничих будівель в атмосферу надходять неорганізовані викиди. Основними забруднюючими речовинами у викидах є тверді частинки (пил, сажа) та газоподібні речовини(Окис вуглецю, двоокис сірки, оксиди азоту).

Селекція та ідентифікація мікроорганізмів з корисними для певного виробництва властивостями є дуже актуальною з екологічної точкироботою, оскільки їх використання може інтенсифікувати процес або повніше використовувати компоненти субстрату.

Сутність методів біоремедіації, біологічної очистки, біопереробки та біомодифікації полягає у використанні в навколишньому середовищі різних біологічних агентів, насамперед мікроорганізмів. При цьому можна застосовувати як мікроорганізми, одержані традиційними методамиселекції, і створені з допомогою генної інженерії, і навіть трансгенні рослини, які можуть проводити біологічне рівновагу природних екосистем.

У довкіллі можуть бути промислові штами різних мікроорганізмів - продуцентів біосинтезу тих чи інших речовин, а також продукти їх метаболізму, які виступають як біологічний фактор забруднення. Дія його може полягати у зміні структури біоценозу. Непрямі ефектибіологічного забруднення проявляються, наприклад, при використанні антибіотиків та інших лікарських засобіву медицині, коли з'являються штами мікроорганізмів, стійкі до їхньої дії та небезпечні для внутрішнього середовища людини; у вигляді ускладнень при використанні вакцин та сироваток, що містять домішки речовин біологічного походження; як алергенна та генетична дія мікроорганізмів та продуктів їх метаболізму.

Біотехнологічні великотоннажні виробництва є джерелом емісії біоаерозолей, що містять клітини не патогенних мікроорганізмів, а також продукти їхнього метаболізму. Основні джерела біоаерозолів, що містять живі клітини мікроорганізмів, - стадії ферментації та сепарації, а інактивованих клітин - стадія сушіння. При масованому викиді мікробна біомаса, потрапляючи в ґрунт або у водойму, змінює розподіл потоків енергії та речовини у трофічних ланцюгах живлення та впливає на структуру та функцію біоценозів, знижує активність самоочищення і, отже, впливає на глобальну функцію біоти. При цьому можливе провокування активного розвиткупевних організмів, зокрема мікроорганізмів санітарно-показових груп.

Динаміка інтродукованих популяцій та показники їх біотехнологічного потенціалу залежать від виду мікроорганізму, стану ґрунтової мікробної системи в момент інтродукції, етапу мікробної сукцесії, дози внесеної популяції. При цьому наслідки впровадження мікроорганізмів, нових для ґрунтових біоценозів, можуть бути неоднозначними. Внаслідок самоочищення елімінується не всяка інтродукована в ґрунт мікробна популяція. Характер популяційної динаміки мікроорганізмів, що інтродукуються, залежить від ступеня їх пристосованості до нових умов. Непристосовані популяції гинуть, адаптовані зберігаються.

Біологічний фактор забруднення можна визначити як сукупність біологічних компонентів, вплив яких на людину та навколишнє середовище пов'язаний з їх здатністю розмножуватися в природних або штучних умовах, продукувати біологічно активні речовини, а при їх потраплянні або продуктів їх життєдіяльності в навколишнє середовище несприятливі впливина довкілля, людей, тварин, рослин.

Біологічні фактори забруднення (найчастіше мікробні) можна класифікувати наступним чином: живі мікроорганізми з природним геномом, які не мають токсичності, сапрофіти, живі мікроорганізми з природним геномом, мають інфекційну активність, патогенні та умовно-патогенні, виробляють інженерії (генетично модифіковані мікроорганізми, що містять чужі гени або нові комбінації генів - ГММО), інфекційні та інші віруси, токсини біологічного походження, інактивовані клітини мікроорганізмів (вакцини, пил термічно інактивованої біомаси мікроорганізмів кормового та харчового призначення), продукти з'єднання клітини – продукти її фракціонування.

Метою нашої роботи було виділення та ідентифікація дріжджових мікроорганізмів у лабораторії біотехнології Гірського ГАУ, що належать до першої групи вище перерахованих організмів. Так як це мікроорганізми з природним геномом і не володіють токсичністю, їх вплив на навколишнє середовище дуже органічно і не значно.

Джерелами мікроорганізмів, включаючи умовно-патогенні та патогенні, є стічні води (господарсько-фекальні, виробничі, міські зливові стоки). У сільських районахфекальні забруднення надходять зі стоками населених місць, з пасовищ, загонів для худоби та птахів та від диких тварин. У процесі обробки стічних водкількість патогенних мікроорганізмів у них знижується. Масштаби їх на довкілля незначні, проте оскільки це джерело емісії мікробних клітин існує, його необхідно враховувати як чинник забруднення довкілля.

Вода, що використовується в процесі виконання нашої роботи для приготування середовищ, змивів, обігріву автоклаву та термостатів може бути очищена на міських. очисних спорудахразом із міськими стічними водами аеробним чи анаеробним способом.

Біологічні забруднювачі за екологічними властивостями значно відрізняються від хімічних. за хімічного складутехногенні біологічні забруднення тотожні природним компонентам, Вони включаються в природний кругообіг речовин і трофічні ланцюги живлення без акумулювання в навколишньому середовищі.

Всі мікробіологічні та вірусологічні лабораторії повинні бути оснащені приймачем стічних вод, де стоки, що збираються перед скиданням у міську каналізацію, обов'язково знешкоджуються хімічним, фізичним або біологічним методомчи комбінованим способом.


4. Які є види відповідальності посадових осіб за екологічні порушення?


Еколого-правова відповідальність є різновидом загальноюридичної відповідальності, але водночас відрізняється від інших видів юридичної відповідальності.

Еколого-правова відповідальність розглядається у трьох взаємопов'язаних аспектах:

як державний примус до виконання вимог, передбачених законодавством;

як правовідносини між державою (в особі її органів) та правопорушниками (які піддаються санкціям);

як правовий інститут, тобто. сукупність юридичних норм, різних галузей права (земельного, гірського, водного, лісового, природоохоронного та інших.). Екологічні правопорушення караються відповідно до вимог законодавства Російської Федерації. Кінцева мета екологічного законодавства та кожної окремої його статті полягає в охороні від забруднення, забезпеченні правомірного використання навколишнього середовища та його елементів, що охороняються законом. Сферою дії екологічного законодавства є навколишнє середовище та його окремі елементи. Предметом правопорушення визнається елемент довкілля. Вимоги закону передбачають встановлення чіткого причинного зв'язку між допущеним порушенням та погіршенням навколишнього середовища.

Суб'єктом екологічних правопорушень є особа, яка досягла 16-річного віку, на яку нормативно-правовими актами покладено відповідні посадові обов'язки (дотримання правил охорони навколишнього середовища, контроль за дотриманням правил) або будь-яка особа, яка досягла 16-річного віку, яка порушила вимоги екологічного законодавства.

Для екологічного правопорушення характерна наявність трьох елементів:

протиправність поведінки;

заподіяння екологічної шкоди (або реальна загроза) або порушення інших законних прав та інтересів суб'єкта екологічного права;

причинний зв'язок між протиправною поведінкою та завданою екологічною шкодою або реальною загрозою заподіяння такої шкоди або порушенням інших законних прав та інтересів суб'єктів екологічного права.

Відповідальність за екологічні правопорушення є одним із основних засобів забезпечення виконання вимог законодавства з охорони навколишнього середовища та використання природних ресурсів. Ефективність дії даного засобубагато в чому залежить передусім від державних органів, уповноважених застосовувати заходи юридичної відповідальності до порушників екологічного законодавства. Відповідно до російського законодавства в галузі охорони навколишнього середовища посадові особи та громадяни за екологічні правопорушення несуть дисциплінарну, адміністративну, кримінальну, цивільно-правову, матеріальну відповідальність, а підприємства - адміністративну та цивільно-правову.

Дисциплінарна відповідальність настає за невиконання планів та заходів щодо охорони природи та раціонального використанняприродних ресурсів, порушення екологічних нормативів та інших вимог природоохоронного законодавства, які з трудової функції чи посадового становища. Дисциплінарну відповідальність несуть посадові особи та інші винні працівники підприємств та організацій відповідно до положень, статутів, правил внутрішнього розпорядку та інших нормативними актами(Ст. 82 Закону «Про охорону навколишнього природного середовища»). До порушників відповідно до Кодексу законів про працю (зі змінами та доповненнями від 25 вересня 1992 р.) можуть бути застосовані такі дисциплінарні стягнення: зауваження, догана, сувора догана, звільнення з роботи, інші покарання (ст. 135).

Матеріальна відповідальність також регулюється Кодексом законів про працю РФ (ст. 118-126). Таку відповідальність несуть посадові особи та інші працівники підприємства, з вини яких підприємство зазнало витрат на відшкодування шкоди, заподіяної екологічним правопорушенням.

Застосування адміністративної відповідальності регулюється як природоохоронним законодавством, і Кодексом РРФСР про адміністративні правопорушення 1984 р. (зі змінами та доповненнями). Закон «Про охорону навколишнього природного середовища» розширив перелік складів екологічних правопорушень, під час яких винні посадові, фізичні та юридичні особинесуть адміністративну відповідальність. Така відповідальність настає за перевищення гранично допустимих викидів та скидів шкідливих речовин у навколишнє середовище, невиконання обов'язків щодо проведення державної екологічної експертизи та вимог, що містяться у висновку екологічної експертизи, надання свідомо неправильних та необґрунтованих висновків, несвоєчасне надання інформації та надання спотвореної інформації своєчасної, повної, достовірної інформації про стан природного середовища та радіаційну обстановку тощо.

Конкретний розмір штрафу визначається органом, що накладає штраф, залежно від характеру та виду правопорушення, ступеня вини правопорушника та заподіяної шкоди. Адміністративні штрафи накладаються уповноваженими на те державними органамиу сфері охорони довкілля, санітарно-епідеміологічного нагляду РФ. При цьому ухвала про накладення штрафу може бути оскаржена до суду або арбітражного суду. Накладення штрафу не звільняє винних від обов'язку відшкодування заподіяної шкоди (ст. 84 Закону «Про охорону навколишнього природного середовища»).

У новому Кримінальному кодексі РФ екологічні злочини виділені у окремий розділ(Гл. 26). У ньому передбачено кримінальну відповідальність за порушення правил екологічної безпекипід час виконання робіт, порушення правил зберігання, утилізації екологічно небезпечних речовин та відходів, порушення правил безпеки при поводженні з мікробіологічними або іншими біологічними агентами або токсинами, забруднення вод, атмосфери та моря, порушення законодавства про континентальний шельф, псування землі, незаконне видобування водних тварин і рослин, порушення правил охорони рибних запасів, незаконне полювання, незаконне порубання дерев і чагарників, знищення або пошкодження лісових масивів.

Застосування заходів дисциплінарної, адміністративної чи кримінальної відповідальності за екологічні правопорушення не звільняє винних осіб від обов'язку відшкодування шкоди, заподіяної екологічним правопорушенням. Закон «Про охорону навколишнього природного середовища» стоїть на тій позиції, що підприємства, організації та громадяни, що завдають шкоди навколишньому середовищу, здоров'ю чи майну громадян, народному господарству забрудненням навколишнього середовища, псуванням, знищенням, ушкодженням, нераціональним використаннямприродних ресурсів, руйнуванням природних екологічних систем та іншими екологічними правопорушеннями, зобов'язані відшкодувати їх у повному обсязі відповідно до чинного законодавства (ст. 86).

Цивільно-правова відповідальність у сфері взаємодії суспільства та природи полягає головним чином у покладенні на правопорушника обов'язку відшкодувати потерпілій стороні майнову чи моральну шкоду внаслідок порушення правових екологічних вимог.

Відповідальність за екологічні правопорушення виконує низку основних функцій:

стимулюючу дотримання норм права довкілля;

компенсаторну, спрямовану на відшкодування втрат у природному середовищі, Відшкодування шкоди здоров'ю людини;

превентивну, яка полягає у покаранні особи, винної у вчиненні екологічного правопорушення.

Екологічне законодавство передбачає три рівні покарання: порушення; порушення, що спричинило значні збитки; порушення, що спричинило смерть людини (тяжкі наслідки). Смерть людини внаслідок екологічного злочину оцінюється законом як необережність (досконале через недбалість чи легковажність). Видами покарань при екологічних порушеннях може бути штраф, позбавлення права обіймати певні посади, позбавлення права займатися певною діяльністю, виправні роботи, обмеження волі, позбавлення волі.

Одним з найтяжчих екологічних злочинів є екоцид - масове знищення рослинного світу (рослинних угруповань землі Росії або окремих її регіонів) або тваринного світу (сукупність живих організмів усіх видів диких тварин, що населяють територію Росії або певний її регіон), отруєння атмосфери та водних ресурсів(поверхневі та підземні води, які використовуються або можуть бути використані), а також вчинення інших дій, здатних спричинити екологічну катастрофу. Громадська небезпека екоциду полягає у загрозі або нанесенні величезної шкоди навколишньому природному середовищу, збереженню генофонду народу, тваринного та рослинного світу.

Екологічна катастрофапроявляється у серйозному порушенні екологічної рівноваги у природі, руйнуванні стійкого видового складу живих організмів, повному чи суттєвому скороченні їх чисельності, у порушенні циклів сезонних змінбіотичного кругообігу речовин та біологічних процесів. Мотивом екоциду може бути хибно зрозумілі інтереси військового чи державного характеру, вчинення дій із прямим чи непрямим наміром.

Успіх у наведенні екологічного правопорядку досягається поступовим нарощуванням суспільного та державного впливу на злісних правопорушників, оптимальним поєднанням виховних, економічних та правових заходів.

екологічне забруднення правопорушення


Список літератури


1. Акімова Т.В. Екологія. Людина-Економіка-Біота-Середовище: Підручник для студентів вузів/Т.А.Акімова, В.В.Хаскін; 2-ге вид., перераб. та допов. - М.: ЮНІТІ, 2009. - 556 с.

Акімова Т.В. Екологія. Природа-Людина-Техніка: Підручник для студентів техн. спрям. та спеці. вузів/Т.А. Акімова, А.П. Кузьмін, В.В. Хаскін ..- Під заг. ред. А.П.Кузьміна. М.: ЮНІТІ-ДАНА, 2011. - 343 с.

Бродський О.К. Загальна екологія: Підручник для студентів вузів М: Вид. Центр «Академія», 2011. – 256 с.

Воронков Н.А. Екологія: загальна, соціальна, прикладна. Підручник для студентів ВНЗ. М.: Агар, 2011. – 424 с.

Коробкін В.І. Екологія: Підручник для студентів вузів/В.І. Коробкін, Л.В. Передільський. -6-е вид., Дод. І перероб. - Ростон н / Д: Фенікс, 2012. - 575с.

Ніколайкін Н.І., Ніколайкіна Н.Є., Мелехова О.П. Екорлогія. 2-ге вид. Підручник для вишів. М.: Дрофа, 2008. – 624 с.

Стадницький Г.В., Родіонов А.І. Екологія: Уч. посібник для стут. хіміко-технол. та техн. сп. вузів. / За ред. В.А. Соловйова, Ю.А. Кротова. - 4-те вид., Випр. – СПб.: Хімія, 2012. –238с.

Одум Ю. Екологія т.т. 1,2. Світ,2011.

Чернова Н.М. Загальна екологія: Підручник для студентів педагогічних вузів/ Н.М. Чернова, А.М. Булова. - М: Дрофа, 2008.-416 с.

Екологія: Підручник для студентів вищих. та середовищ. навч. закладів, навч. з техн. спец. та напрямків/Л.І. Цвєткова, М.І. Алексєєв, Ф.В. Карамзінов та ін; за заг. ред. Л.І. Квітковий. М: АСБВ; СПб.: Хіміздат, 2012. - 550 с.

Екологія. За ред. проф. В.В. Денисова. Ростов-н/Д.: ІКЦ "Березень", 2011. - 768 с.


Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.