Контрольная работа по "Экологии"

     Бентос (benthos – глубина) – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др.), более многочисленными на мелководье. На мелководье в бентос входят и растения (фитобентос: диатомовые, зеленые, бурые, красные водоросли, бактерии). На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует. У побережий встречаются цветковые растения зостера, рупия. Наиболее богаты фитобентосом каменистые участки дна. В озерах зообентос менее обилен и разнообразен, чем в море. Его образуют простейшие (инфузории, дафнии), пиявки, моллюски, личинки насекомых и др. Фитобентос озер образован свободно плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли отсутствуют.

     Укореняющиеся прибрежные растения в озерах образуют четко выраженные пояса, видовой  состав и облик которых согласуются  с условиями среды в пограничной  зоне «суша-вода». В воде у самого берега растут гидрофиты – полупогруженные в воду растения (стрелолист, белокрыльник, камыши, рогоз, осоки, трищетинник, тростник). Они сменяются гидатофитами – растениями, погруженными в воду, но с плавающими листьями (лотос, ряски, кубышки, чилим, такла) и – далее – полностью погруженными (рдесты, элодея, хара). К гидатофитам относятся и плавающие на поверхности растения (ряска).

     Диапазон  значений температуры воды в Мировом  океане составляет 38° (от -2 до +36°С), в  пресных водоемах – 26° (от -0,9 до +25°С). С глубиной температура воды резко  падает. До 50 м наблюдаются суточные колебания температуры, до 400 – сезонные, глубже она становится постоянной, опускаясь до +1-3°С (в Заполярье близка к 0°С). Поскольку температурный режим в водоемах сравнительно стабилен, их обитателям свойственна стенотермность. Незначительные колебания температуры в ту или иную сторону сопровождается существенными изменениями в водных экосистемах. Примеры: «биологический взрыв» в дельте Волги из-за понижения уровня Каспийского моря – разрастание зарослей лотоса (Nelumba kaspium), в южном Приморье – зарастание белокрыльником стариц рек (Комаровка, Илистая и др.) по берегам которых вырублена и сожжена древесная растительность.

     В связи с разной степенью прогревания  верхних и нижних слоев в течение  года, приливами и отливами, течениями, штормами происходит постоянное перемешивание  водных слоев. Роль перемешивания воды для водных обитателей (гидробионтов) исключительно велика, т.к. при этом выравнивается распределение кислорода  и питательных веществ внутри водоемов, обеспечивая обменные процессы между организмами и средой. 

     В стоячих водоемах (озерах) умеренных  широт весной и осенью имеет место  вертикальное перемешивание, и в  эти сезоны температура во всем водоеме  становится однородной, т.е. наступает  гомотермия. Летом и зимой в результате резкого усиления прогревания или охлаждения верхних слоев перемешивание воды прекращается. Это явление называется температурной дихотомией, а период временного застоя – стагнацией (летней или зимней). Летом более легкие теплые слои остаются на поверхности, располагаясь над тяжелыми холодными (рис. 3). Зимой, наоборот, в придонном слое более теплая вода, так как непосредственно подо льдом температура поверхностных вод меньше +4°С и они в силу физико-химических свойств воды становятся более легкими, чем вода с температурой выше +4°С.

     В периоды стагнаций четко выделяются три слоя: верхний (эпилимнион) с наиболее резкими сезонными колебаниями температуры воды, средний (металимнион или термоклин), в котором происходит резкий скачок температур, и придонный (гиполимнион), в котором температура в течение года изменяется слабо. В периоды стагнаций в толще воды образуется дефицит кислорода – летом в придонной части, а зимой и в верхней, вследствие чего в зимний период нередко происходят заморы рыбы. 

3. Каковы  основные загрязнители почв и что больше экологического вреда  или пользы от применения пестицидов?

     Почва - основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение  геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических  и абиотических факторов. Как сложный  биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.

     Важным  свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и  других растительных ресурсов, основой  обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение  их плодородия, - непременное условие  дальнейшего экономического прогресса  общества.

     Загрязнение почвы - это попадание в почву  разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Основные виды загрязнения почв:

     - загрязнения неорганическими отходами и выбросами;

     Нагромождение твердых отходов и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат  современной цивилизации. Это могут  быть минеральные отходы или отложения  пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, выбросы  и мусор.

     В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических  процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное.

     Почва поддается значительному загрязнению  из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO₂, SO₃, H₂S, NO₂), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO₂, SO₃, H₂S, NH₃, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO₂, SO₃, H₂S, и так далее.

     - загрязнения тяжелыми металлами;

     В природе насчитывается 78 тяжелых  металлов, а их общая масса не превышает 1,2 % общей массы литосферы.

     Чаще  всего почва загрязняется таким  тяжелыми металлами, как железо, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт, ртуть, свинец, кадмий и др. Они известны и под  названием микроэлементов, поскольку  необходимые растениям в небольших  количествах.

     Во  многих случаях тяжелые металлы  содержатся в почвах в незначительных количествах и не являются вредными. Однако концентрация их в почве может  увеличиваться за счет выхлопных  газов транспортных средств, вывоза в поле ила станций очистительных  вод, орошения стоковыми водами, отходов, остатков и выбросов, во время эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесения фосфорных и органических удобрений, применения пестицидов и др.

     Излишек этих элементов или наличие некоторых  токсичных элементов (И, F, U, V, Pb, Cd) даже в очень незначительных количествах могут вызывать заболевание, и даже гибель растений.

     Стойкость почв к загрязнению тяжелыми металлами  разная, в зависимости от их буферности. Почвы с высокой адсорбционной способностью и соответственно высоким содержанием глины, а также органического вещества могут удерживать эти элементы, особенно в верхних горизонтах. Это свойственно карбонатным почвам и почвам с нейтральной реакцией.

     - загрязнения радиоактивными веществами;

     К радиоактивным элементам, которые  могут загрязнять почву и является наиболее опасными принадлежат: Ва, U и особенно элементы с длительным периодом распада, как, например, Cs (50 лет) и Sr (27 лет).

     Потенциальными  источниками радиоактивного загрязнения  могут быть аварии или несчастные случаи на атомных установках. Однако ионизирующее излучение в природе  существует, и существовало раньше. Это связано с космической  радиацией, которая заполняет все  междузвездные и даже межгалактические пространства. Кроме ионизирующего излучения космических элементов, человек поддается влиянию теллуровых компонентов, вызванных наличием в земной коре многих радиоактивных элементов, которые постоянно излучают радиацию.

     - загрязнения экскрементами животных;

     Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна  считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают  потребности растений, ведет к  нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы.

     Одновременно  с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые  содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться  в токсичных концентрациях и  другие соединения, которые негативно  влияют на грунт и растения.

     - засоление почв;

     Под засолением понимают избыточное содержимое в верхнем слое грунта солей, которые  пагубно действуют на развитие сельскохозяйственных культур. К токсичным солям, которые  имеют ядовитое влияние на растительный организм, принадлежат: NACI, CaCI₂, Na₂SO₄, MgSO₄, NaHCO₃, Na₂CO₃ и к нетоксичным – CaSO₄, CaCO₃.

     Различают два вида засоления - первичное и  вторичное. Первичное засоление  почв проявляется в естественных условиях и обусловлено такими факторами, как глубина и минерализация  грунтовых вод, гранулометрический состав, строение и складень почвы, водообмен, климатические условия и др.

     Вторичное засоление грунта обусловлено производственной деятельностью человека через ненормируемое  орошение и отсутствие естественного  или искусственного дренажа. В случае этого засоления грунта наблюдается  разрушение грунтовых агрегатов  и уплотнение почвы, повышения уровня грунтовых вод и поднятия солевых  растворов, к поверхности, испарение  из поверхности почвы и отложение  солей в верхнем слое грунта.

     - загрязнения пестицидами;

     Пестициды - это химические средства борьбы с вредными организмами: насекомыми (инсектициды), болезнями (фунгициды), сорняками (гербициды), но др.

     Применение  пестицидов, прежде всего, направлено на уменьшение вредных организмов и  повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Ведь, по данным Л.Д. Воронова (1977), убытки в результате вредителей в среднем составляют 14 %, болезней - 12 % и зарослей бурьяном - 9 %.

     Одним из негативных результатов применения пестицидов в агроэкологическом  аспекте есть возможность нарушения  существующего равновесия численности  видов в конкретных популяциях. В  результате химических обработок погибают не только вредные организмы, но и  много полезных видов. А исчезновение их из агроэкосистемы может привести к значительным изменениям в характере функционирования экосистемы в целом. Под воздействием пестицидов, может изменяться состав вредных насекомых и клещей, при этом на смену одних вредных организмов приходят другие.

     В то же время, как показывает многолетняя  практика, применение пестицидов, в  мире является составной частью современной  технологии выращивания сельскохозяйственных культур, без применения которых  нельзя получить необходимые для  населения продукты питания. В связи  с этим многие исследователи и  практики высказываются против сокращения или полного отказа от использования  химических средств защиты растений.

     Невзирая  на это, нужно помнить, что систематическое  применение пестицидов в земледелии приводит к тому, что они становятся постоянным экологическим фактором, который изменяет и формирует  макро- и микроценозы.

     Важной  экологической характеристикой  пестицидов является их способность  мигрировать в профиле грунта и создавать тем самым опасность  загрязнения грунтовых вод.

     Персистентность пестицидов в почве зависит от применяемой дозы и формы их внесения, адсорбционной способности, повторности обработок, распределения препарата в почве, типа почвы, добавок к пестицидам разных веществ, его рН, температуры, влажности, комбинации пестицидов и тому подобное.