Промышленное загрязнение среды
Изменения в биогеоценозах
В биогеоценозах постоянно происходят изменения состояния и жизнедеятельности слагающих их сообществ. Многообразные изменения, происходящие в любом из них, относят к двум основным типам: циклические и поступательные.
Циклические изменения представлены флюктуациями (от лат.fluctuatio — колебания) — сравнительно краткосрочными изменениями, когда сообщества без смены флористического состава отклоняются от определенного среднего состояния, что связано с ритмикой природных явлений (суточные флюктуации), со сменой
сезонов года (сезонные флюктуации), либо вызываются непостоянными внешними факторами, меняющимися каждый год (разногодичные или многолетние флюктуации).
Обычно флюктуации вызываются колебаниями климата, различиями во влажности почвы, либо ритмичностью развития растительных или животных компонентов экосистемы. Суточные флюктуации биогеоценозов связаны в основном с ритмикой природных явлений и носят строго периодический характер.
Суточные флюктуации биоценоза обеспечивают как животные, так и растения, активность жизни которых приходится на разное время суток: одни активны днем, другие ночью. В соотношении отдельных видов биогеоценоза происходят
периодические изменения, так как отдельные организмы на определенное время перестают активно существовать в биоценозе. Суточная динамика в биогеоценозах наиболее четко проявляется при значительной разнице показателей температур, влажности и других факторов среды днем и ночью. Наиболее резко суточные флюктуации выражены в условиях климата высокой континентальности, где существует значительная разница между дневными и ночными температурами. Например, в песчаных пустынях Средней Азии в жаркий полдень многие животные прячутся в норы или ведут ночной образ жизни летом, а некоторые — зимой переходят на дневной. Однако суточные ритмы наблюдаются во всех географических
|
|
|
зонах, и даже в тундре в полярный день растения закрывают и открывают свои цветки в соответствии с этими ритмами.
Более значительные отклонения в биогеоценозах наблюдаются при сезонных флюктуациях. Сезонные колебания выражаются в том, что на определенный период из биоценоза «выпадают» группы животных и даже целые популяции, впадающие в спячку в период анабиоза при исчезновении однолетних трав, опаде листвы.
Длительность биологических сезонов в разных широтах неодинакова. В связи с этим сезонные флюктуации биоценозов арктической, умеренной и тропической зон различны. Наиболее четко они выражены в биогеоценозах умеренного климата и северных широт. Сезонные колебания наблюдаются хотя и в слабой форме даже во влажных тропических лесах. Многолетняя изменчивость проявляется благодаря флюктуациям климата и является нормальной в жизни любого биогеоценоза.
|
|
|
В процессе суточных и сезонных флюктуации целостность биоценозов
обычно не нарушается. Биоценоз испытывает лишь периодические колебания качественных и количественных характеристик.
Поступательные изменения в биогеоценозе приводят в конечном итоге к смене одного биоценоза другим — с иным набором преобладающих видов. Такие смены называют экзоэкогенетическими, или аллогенными (от греч. alios — иной, другой и genesis — происхождение), вызванными внешними влияниями (абиотическими или
антропогенными), изменяющими условия среды. Эндоэкогенетические, или автогенные (от греч. autos — сам, genesis — происхождение), смены возникают в результате изменения условий среды за счет процессов, происходящих внутри самого сообщества в отсутствии постепенного изменения абиотических факторов.
Последовательное замещение одного биоценоза другим называется экологической сукцессией (от лат. successio — преемственность). Любое новое местообитание — обнажившийся песчаный берег реки, застывшая лава потухшего вулкана, лужа после дождя —сразу оказывается ареной заселения новыми видами. Постепенно поселившиеся организмы изменяют среду обитания, например затеняют
|
|
|
поверхность или изменяют ее влажность. Следствием такого изменения среды служит развитие новых, устойчивых ко вновь создавшимся условиям видов и вытеснение предыдущих. С течением времени формируется новый биоценоз с заметно отличающимся от первоначального видовым составом.
Примером сукцессии, приводящей к смене одного сообщества другим, может служить зарастание небольшого озера с последующим появлением на его месте болота, а затем леса. Вначале по краям озера развивается сплавина из сфагновых мхов, осоки и других растений. Постепенное зарастание озера водными растениями,
идущее по его краям, ведет к накоплению на дне растительных остатков, образованию накоплений торфа и в конце концов к обмелению водоема. Накопление растительной массы способствует образованию почвы. Обмеление одновременно с увеличением
толщины сплавины приводит к превращению водоема в болото. Позднее здесь селятся кустарники и деревья, идет процесс усыхания болота и развивается лесная растительность. Изменение растительной части сообщества сопровождается изменениями в животном мире биоценоза: обитатели водоема постепенно замещаются
|
|
|
околоводными, а позднее болотными и лесными видами. Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией.
По происхождению различают естественные и антропогенные сукцессии.
По общему характеру сукцессии подразделяются на первичные
и вторичные.
Первичные сукцессии начинаются на субстрате, не измененном (или почти не измененном) деятельностью живых организмов. Так, через серию промежуточных сообществ формируются устойчивые биоценозы на скалах, песках, обрывах. Первичные сукцессии могут начинаться и в открытых водах мелких озер, верховых болот, маршей. Замена одного биоценоза другим характеризуется, как вторичнаясукцессия. По мере развития биоценоза сукцессионные изменения структуры его видового состава протекают до определенного предела, после которого сообщество приходит в относительно стабильное состояние, главным образом за счет стабилизации структуры растительности. Такое относительно устойчивое и равновесное по отношению к внешней среде растительное сообщество называется климаксовым. Таким образом, климакс (от греч. /climax — лестница) представляет собой заключительную стадию развития биоценоза, на которой он находится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно продолжительное
время. В разных абиотических условиях формируются неодинаковые
климаксовые экосистемы. В жарком и влажном климате это
будет дождевой тропический лес, в сухом и жарком — пустыня.
Антропогенные экосистемы
1.Агроэкосистема, агробиоценоз (сельскохозяйственная экосистема).
Эта экосистема искусственно создана и регулярно поддерживается человеком для производства сельскохозяйственной продукции.
К агроэкосистемам относят поля, крупные животноводческие комплексы с прилегающими пастбищами, огороды, сады, виноградники, теплицы.
Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов (или сортов культивируемых растений или пород животных).
По сравнению с естественными экосистемами агроэкосистемы имеют отличия: в них резко снижено разнообразие живых организмов; виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и не способны выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека. Агроэкосистемы
отличаются высокой биологической продуктивностью посравнению с природными экосистемами. Однако продуктивность агроэкосистем определяется уровнем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и технических возможностей человека. Для достижения высокой урожайности культур человек должен
поддерживать высокую степень механизации, высокие дозы внесения минеральных удобрений, пестицидов, применять орошение. Даже виды культивируемых растений человек выбирает по их способности давать наибольшее количество только полезной биомассы (клубней, колосьев), чем снижает возврат в почву элементов питания, образующихся при перегнивании растительных остатков.
Чистая первичная продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания. Все это понижает устойчивость агроценозов, особенно биохимическую, связанную с интенсивным выносом элементов питания за пределы сельхозугодий.
Для уменьшения негативных последствий хозяйственной деятельности человека на агроэкосистемы необходимо применять природоохранные мероприятия агротехники, целью которых является приближение агробиоценозов к природным экосистемам. Это позволит создать устойчивые агроэкосистемы, в которых поддерживается баланс питательных веществ в почве, продуктивность пастбищ,
относительно высокое биоразнообразие, т.е. превратить агроэкосистемы в гармонические составные части общего природного ландшафта Земли. При этом нельзя превращать весь ландшафт в агрохозяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутыми заповедные участки, которые могут быть источником видов для восстанавливающихся сообществ.
Городские экосистемы
Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии, фиксированная городскими растениями или солнечными батареями, расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это - месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.
Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует для непосредственного употребления. Основную часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного гражданина приходится до 1000 л в сутки.
Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии - она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.
Растения, в составе городских экосистем растут в парках, садах, на газонах, их главное назначение - регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения имеют также большое эстетическое и декоративное значение, но не являются продуцентами органических веществ для основных потребителей города.
Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и особой группой городских животных - спутников человека. В её составе - птицы (воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые (тараканы, клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.
Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов - сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта. Наконец, он определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительства новых шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и осуществлять круговорот кислорода
Промышленное загрязнение среды
В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение.
Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу наиболее опасных для жизни человека. Наиболее распространенные загрязнители - сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода, хлор, и др. В некоторых случаях из двух или относительно нескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения. Экологи насчитывают около 2000 загрязнителей атмосферы.
Главные источники загрязнения - ТЭС. Сильно загрязняют атмосферу также котельные, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.
Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы промышленности. При добыче нефти водоемы загрязняются засоленными видами, нефть и нефтепродукты также разливаются при транспортировке. В России от нефтяного загрязнения более всего страдают озера Севера Западной Сибири. За последние годы возросла опасность для водных экосистем бытовых стоков городской канализации. В этих стоках повысилась концентрация моющих средств, которые микроорганизмы разлагают с трудом.
Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу или сбрасываемых в реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с ними. При умеренном загрязнении вода в реке становится практически чистой через 3-10 км от источника загрязнения. Если загрязнителей слишком много, экосистемы не могут с ними справиться и начинаются необратимые последствия. Вода становится непригодной для питья и опасной для человека. Не годится загрязненная вода и для многих отраслей промышленности.
Загрязнение поверхности почвы твердыми отходами. Городские свалки промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются в дождевых и снеговых водах и затем попадают в водоемы и грунтовые воды. Могут попасть в мусор и приборы, содержащие радиоактивные вещества.
Поверхность почвы может быть загрязнена золой, оседающей из дыма ТЭЦ, работающих на угле, предприятий по производству цемента, огнеупорного кирпича и т.д. Для предотвращения этого загрязнения на трубах устанавливают специальные пылеуловители.
Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают промышленные загрязнения на большие расстояния, и не всегда можно установить их источник. Причиной загрязнения может быть вымывание токсичных веществ дождевыми и снеговыми водами с промышленных свалок. Загрязнение подземных вод происходит и при добыче нефти современными методами, когда для повышения отдачи нефтяных пластов в скважины повторно закачивают соленую воду, поднявшуюся на поверхность вместе с нефтью при её откачке. Засоленные воды попадают в водоносные горизонты, вода в колодцах приобретает горький вкус и оказывается не пригодной для питья.
Шумовое загрязнение. Источником шумового загрязнения может быть промышленное предприятие или транспорт. Особенно сильный шум производят тяжелые самосвалы и трамваи. Шум влияет на нервную систему человека, и потому в городах и на предприятиях проводятся мероприятия по шумозащите. Железнодорожные и трамвайные линии и дороги, по которым проходит грузовой транспорт, нужно выносить из центральных частей городов в малонаселенные районы и создавать вокруг них зеленые насаждения, хорошо поглощающие шум. Самолеты не должны летать над городами.
Шум измеряют децибелах. Тиканье часов - 10 дб, шепот - 25, шум от оживленной магистрали - 80, шум самолета при взлете - 130 дб. Болевой порог шума - 140 дб. На территории жилой застройки днем шум не должен превышать 50-66 дб.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 36; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!