Тема 1.2. Природа и ее ресурсы, экологические факторы

1. Структура природной среды Земли.

В широком философском смысле природа – это весь материальный мир что окружает нас. Она никем не сотворена, бесконечна в пространстве и времени, находится в непрестанном движении, изменении и развитии.

В более узком практическом представлении людей природа является объектами и явлениями, которые заключаются во взаимодействии с человеком. Эта часть природы имеет форму сферической оболочки земли и примерно соответствует понятию окружающей среды. Она охватывает слой атмосферы, что омывает землю, верхний слой земной коры – литосферу и всю гидросферу (Мировой океан и внутренние водоемы).

Атмосфера – (от греческого слова атмос – воздух, сфера – шар).

Точной верхней границы земной атмосферы указать нельзя, так как плотность воздуха непрерывно убывает с высотой, приближаясь к плотности межпланетного пространства.

Гидросфера является водной оболочкой земли. Сюда входят воды морей и океанов, рек, озер, горных и полярных ледников, подземных источников и так далее Воды покрывают 71% поверхности планеты.

Литосфера (литос - камень) - внешняя твердая оболочка земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии земли.

Нижняя граница литосферы нечеткая, толщина ее на континентах и под океаном различается и составляет в среднем соответственно 25-200 км. на континентах, 5-100 км. под океаном.

2. Понятие о биосфере.

Биосферой называют область существования живых организмов на земле. Впервые этот термин ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875г, однако расширился он после издания в 1926г. работы «Биосфера» нашего известного ученого В.Вернадского, основателя и первого президента Академии наук Украины, где он показал, что живые существа (растения, животные, микроорганизмы) существуют на поверхности земли в ее атмосфере, гидросфере и верхней части литосферы, в целом создав пленку жизни на нашей планете.

Верхняя граница биосферы простирается на 85 км. над поверхностью земли. На таких высотах при запуске геофизических ракет в пробах воздуха обнаружены споры микроорганизмов (в спящем состоянии, поскольку неблагоприятные условия существования). Нижняя граница биосферы достигает глубины, где температура примерно 100^оС, там существуют живые бактерии. Вернадский относил к биосферы и все горные породы, созданные за счет жизнедеятельности организмов, а поскольку все породы так или иначе является продуктом жизнедеятельности растений и животных, нижняя граница биосферы находится на глубине 10-15 км ниже поверхность.

Приспособленность живых организмов удивляет. Так, живые бактерии обнаружены в горячих гейзерных источниках с t до 98⁰С, в трещинах антарктических льдин, на больших глубинах Мирового океана. Вернадский отмечал, что живые организмы играют очень важную роль в геологических процессах, которые формируют облик земли.

Биосфера состоит из организмов трех основных типов.

Продуценты или автотрофи – это организмы, которые создают органическое вещество за счет утилизации солнечной энергии, воды, углекислого газа и минеральных солей. К ним принадлежат растения, которых на земле около 350000 видов.

Консументи или гетеротрофы – организмы, которые получают энергию за счет питания автотрофами или другими консументами. К ним относятся травоядные животные, хищники и паразиты,а также хищные растения и грибы. Количество видов этой группы около 1,5 млн.

Редуценти– это микроорганизмы, которые разлагают органическое вещество продуцентов и консументів до простых соединений – воды, углекислого газа и минеральных солей. Их насчитывают 75 тыс. видов. Все это огромное количество живых существ находится в сложных взаимоотношениях между собой и с неживым веществом.

Среди этих многочисленных связей существуют чрезвычайно важные, незаменимые. Потеря человеком в процессе деятельности взаимосвязей в биосфере, о значении которых он в большинстве не имеет правильного представления, часто приводит к неожиданным последствиям.

Например, в 30-е годы в Норвегии было решено уничтожать хищных птиц (полярных сов и ястребов), которые уменьшали численность полярной куропатки. Однако сразу же после этой акции среди куропаток вспыхнула эпидемия, которая почти полностью уничтожила их популяцию. В целом биосфера очень похожа на единый гигантский суперорганизм, в котором автоматически поддерживается динамическое равновесие. Взаимоотношения, сложившиеся сегодня, в системе человек – биосфера приводят к серьезным нарушениям этого равновесия.

Но Вернадский верил, что человечество, не останавливая своего развития по пути прогресса, найдет путь сохранения равновесия на планете. Биосфера, измененная научными знаниями человечества неизбежно должна воплотиться в ноосферу – сферу разума.

3. Экологические факторы как специфические элементы природной среды.

Экологическими факторами называют элементы среды, оказывающие существенное влияние на живые организмы. Они имеют разную природу и специфику действия.

Экологические факторы делятся на три большие группы:

- Абиотические

- Биотические

- Антропогенные.

Абиотические факторы – это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. В свою очередь абиотические факторы делятся на:

- климатические

- эдафические

- топографические, или орографические

- гидрофизические

- гидрохимические.

Из климатических факторов основное экологическое значение имеют температура, влажность и свет. Любой организм способен жить в пределах определенного интервала температур. Большое значение имеет лучистая энергия солнца. Как экологический фактор лучистая энергия определяется длиной волны. На этой основе в пределах всего светового спектра различают: видимый свет, ультрафиолетовую и инфракрасную части. Ультрафиолетовые лучи оказывают химическое действие на живые организмы. Инфракрасные – тепловое. Видимый свет связано с возможностью фотосинтеза зеленых растений, с созданием органического вещества.

К климатическим факторам относят также ветер, атмосферное давление, но их роль не так велика.

К эдафическим факторам относят всю совокупность физических и химических свойств почв (структура, химический состав, циркулирующие в почве вещества – газ, вода, органические и минеральные элементы). Эдафическиеми факторами определяется жизнедеятельность организмов, обитающих в почве постоянно или частично.

К гидрохимическим и гидрофизическим факторам относят все факторы, связанные с водой. Без воды не могут осуществляться процессы обмена веществ, вода – место обитания разнообразных живых организмов.

Биотические факторы – это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них действие.

Антропогенные факторы – это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает расти. В это время практически вся судьба живого покрова земли и всех видов организмов находится в руках человеческого общества.

Не смотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их действий на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выделить ряд общих закономерностей. Так, каждый фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организмов данного вида. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше выражено пригноблююча действие данного фактора на организм (зона песимуму). Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых наступает гибель. Фактор, который при наборе условий ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма, называется лимитирующим фактором. Как лимитующий фактор особенно часто выступает температура, излучение (свет), вода или их совместное действие.