Экология icon

Экология


30 чел. помогло.
Смотрите также:
Единые требования к рукописям, представляемым в научно-практически t журналы...
Пущинский государственный униве рситет...
Лекция 1 Что такое экология. Разделы экологии Термин «экология»...
Рабочая программа по дисциплине : градостроительная экология для направления подготовки 022000...
Новые единые требования к рукописям...
Рабочая программа по дисциплине : социальная экология для направления подготовки 022000...
Рабочая программа заочное обучение По ен. Р. 01. Прикладной экологии Наименование дисциплины...
Рабочая программа по дисциплине «экология» Код...
Программа дисциплины «Экология человека и социальная экология» дополнительная квалификация:...
Учебно-методический комплекс по дисциплине экология микроорганизмов (название)...
Прикладная экология (Часть Промышленная экология)...
Прикладная экология (Часть Промышленная экология)...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
скачать
Т. А. Хван, П. А. Хван

Экология: экзаменационные ответы


СОДЕРЖАНИЕ


I. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ

Основные методы экологии

Среда обитания

Основные законы, регулирующие взаимоотношения в системе «общество - природа»

Понятие об экологических факторах и их классификация

Характеристика основных методах анализа и моделирования экологических процессов

II. ЭЛЕМЕНТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Вид и его экологическая характеристика

Популяция, как форма существования вида

Регуляция численности популяций в биоценозах

Характер связей между организмами в экосистеме

Гомеостатические реакции организмов на изменение экологической ситуации

Основные пути адаптации в экосистемах

^ III. КОНЦЕПЦИЯ БИОГЕОЦЕНОЗА

Концепция биогеоценоза

Биоценоз и его главные характеристики

Понятие о динамике, или эволюции биоценозов

Пищевые сети и цепи

Экологическая пирамида. Правило экологической пирамиды

Сравнение биоценоза и агроценоза. Пути повышения продуктивности агроценоза.

^ IV.БИОСФЕРА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы

Структура биосферы

Функции биосферы

Границы жизни в биосфере

Круговорот веществ в биосфере

Биогенная миграция атомов

Основные этапы эволюции биосферы

Понятия о биогенезе и ноогенезе

Условия устойчивости, стабильности биосферы

Характеристика потока энергии в биосфере

Характеристика химического состава атмосферы как геосферы и части биосферы

Характеристика химического состава гидросферы как геосферы и части биосферы

Характеристика химического состава литосферы как геосферы и части биосферы

Характеристика биомассы поверхности суши, почвы и Мирового океана

^ V. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМЕ «ОБЩЕСТВО - ПРИРОДА»

Ресурсы биосферы и современные демографические проблемы

Закономерности зависимости организмов от факторов среды

Сущность концепции экологического риска

Особенности экологии городов и крупных сельскохозяйственных районов

Понятие о стратегии устойчивого экологического развития

Экологические принципы охраны человека и природы

Понятие о загрязнениях окружающей среды, их классификация и краткая характеристика

Понятие об экологическом кризисе

Экологические принципы природопользования

Понятия о биогеохимических провинциях и геохимических заболеваниях

Экологическая экспертиза, ее цели и задачи

Экологическая преступность. Виды экологических преступлений

Понятие об экологическом паспорте предприятия

^ VI. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА

Что изучает экология человека

Экологическая дифференциация человечества. Понятие об адаптивных типах

Человечество как экологический фактор

Связь между экологической ситуацией и здоровьем населения. Причины и типы основных патологий

Изменение климата в результате деятельности человека

Кислотные дожди

Разрушение озонового слоя

Смог и фотохимический туман

Пути поступления вредных веществ в организм

Распределение, превращение и выделение ядов из организма

Комбинированное действие вредных веществ

Принципы нормирования химических веществ в окружающей среде

Основные экологические нормативные показатели

Порядок определения платы за загрязнение окружающей среды

^ VII. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Основные положения экологического законодательства

Правовые аспекты охраны лесов

Основные правовые принципы и положения в области охраны животного мира и особо охраняемых природных территорий

Основные принципы госзаконодательства в области охраны атмосферного воздуха

Основы реализации, цели водного законодательства Российской Федерации

^ VIII. ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ

Техногенные системы и их взаимодействие с окружающей средой

Мониторинг окружающей среды. Цели, задачи, объекты исследования

Виды мониторинга окружающей среды

Существующие уровни мониторинга окружающей среды и его организация


^ I. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ


Основные методы экологии

Традиционное деление экологии на общую, (изучение ос­новных принципов организации и функционирования био­логических систем) и частную (изучение конкретных групп живых организмов) отражает не столько проблематику эко­логии как науки, сколько различие в характере и методах конкретных исследований.

Определенная иерархическая соподчиненность и функци­ональная взаимозависимость биологических систем различ­ных уровней определяют главную задачу экологии, которая состоит в изучении организменного, популяционного и биоценотического уровней организации экологических систем.

При таком подходе деление экологии на аутэкологию (эко­логию отдельных видов) и синэкологию (экологию сообществ и биогеоценозов) отражает реальные пути исследований, определяемых практическими запросами.

В соответствии с этим в настоящее время основными ме­тодами экологии являются:

• полевые наблюдения, позволяющие получить конкрет­ные сведения о состоянии отдельных видов и популяций; их роли в существовании определенной экологической систе­мы; зависимость от деятельности определенных групп орга­низмов, антропогенного влияния; изменении численности популяций и т.д.

• эксперименты в природных условиях, позволяющие моделировать ту или иную ситуацию, последствия ее разви­тия для конкретного сообщества организмов, биоценоза или биогеоценоза;

• математическое моделирование процессов и ситуаций, встречающихся в популяциях и биоценозах с помощью вы­числительной техники; математическое моделирование позволяет произвести количественную оценку изучаемых про­цессов и явлений. Математическое моделирование позволя­ет с большой долей достоверности, используя накопленные данные, прогнозировать возможное развитие тех или иных процессов и ситуаций в экологических системах. Однако, используя математические приемы, эколог должен помнить, что в связи с наличием у сложных экологических систем большого числа степеней свободы, а также параметров, за­висящих от времени, к этим системам не могут применять­ся классические, жестко детерминированные алгоритмы управления и прогнозирования. Иными словами, математи­ческий расчет в экологии может и должен ориентировать при решении практических вопросов, но не может и не дол­жен предсказывать конкретные частности. Однако развитие количественных методов исследования, превращающих эко­логию в точную науку, является потребностью времени.


^ Среда обитания

Одним из важнейших понятий экологии является среда обитания. Среда — это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.

Любое живое существо живет в сложном, постоянно ме­няющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и ре­гулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изме­нениями. Живые организмы существуют как открытые, под­вижные системы, устойчивые при притоке к ним энергии и информации из окружающей среды. На нашей планете жи­вые организмы освоили четыре основные среды обитания, каждая из которых отличается совокупностью специфиче­ских факторов и элементов, воздействующих на организм.

Жизнь возникла и распространилась в водной среде. Впос­ледствии, с появлением фотосинтеза, а следовательно, и сво­бодного кислорода, сначала в воде, а затем и в атмосфере, живые организмы «вышли» на сушу, овладели воздушной средой, заселили почву. С появлением биосферы как части оболочки Земли, населенной живыми организмами, она стала еще одной средой с определенным сочетанием специфиче­ских биотических факторов, воздействующих на организм.

Приспособление организмов к воздействию факторов ок­ружающей среды называется адаптацией. Способность к адаптации — одно из важнейших свойств живого. Выжива­ют только приспособленные организмы, приобретающие в процессе эволюции признаки, полезные для жизни. Эти при­знаки закрепляются в поколениях благодаря способности организмов к размножению. Адаптация к факторам среды проявляется на разных уровнях: клеточном, тканевом, орган­ном, организменном, популяционном, популяционно-видо-вом, биоценотическом и глобальном, т.е. на уровне биосфе­ры в целом. Элементы среды обитания, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами.


^ Основные законы, регулирующие взаимоотношения в системе «общество - природа»

По мере роста населения и интенсивности его хозяйствен­ной деятельности происходит и возрастание антропогенной нагрузки на природную среду. Возникает вопрос о пределах противостояния природной среды этим нагрузкам и спосо­бах формирования отношений между обществом и приро­дой, позволяющих не преступать этот предел в ходе хозяй­ственной деятельности. Главным условием в этом направле­нии является постижение и соблюдение основных экологи­ческих законов, в частности:

• закон внутреннего динамического равновесия, суть ко­торого состоит в наличии ответных реакций отдельных или взаимосвязанных природных систем и их иерархий при воз­действии на них вещества, энергии или информации. Лю­бое изменение среды неизбежно приводит к развитию при­родных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых при­родных систем, образование которых при значительных из­менениях среды может принять необратимый характер. Даже слабые изменения одного из показателей системы могут вызвать сильные изменения в других, а также во всей сис­темы в целом. Производимые в крупных экосистемах пере­мены относительно необратимы. Переходя по иерархии снизу вверх — от места воздействия до биосферы в целом — они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень. При достижении существен­ных значений перемен в природной среде, соответствующих понятию «критические», происходят существенные сдвиги в природных системах и в соответствии с законом внутрен­него динамического равновесия во всей биосфере;

• закон толерантности — это величина выносливости орга­низма или популяции к воздействующему на него лимитирующему фактору в диапазоне между минимумом и макси­мумом. Применение закона толерантности необходимо при оценке возможности акклиматизации диких видов, успеш­ности культивирования растений, выращивания сельскохо­зяйственных животных и других случаях. Закон толерант­ности определяет положение, по которому любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим окружа­ющую среду;

• закон максимизации энергии — выживание или со­хранение одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энер­гии и использование ее максимального количества наибо­лее эффективным способом. Для реализации закона мак­симизации энергии необходимо соблюдение следующих по­ложений: обязательное создание накопителей высокока­чественной энергии; использование накопленной энергии на обеспечение поступления новой энергии; обеспечение кругооборота веществ; создание механизмов регулирова­ния, поддерживающих устойчивость системы и ее способ­ности приспособления с изменяющимся условиям; нала­живание обмена энергией с другими системами для обес­печения в потребности энергией других видов. Закон мак­симизации энергии справедлив и в отношении информа­ции, наилучшими шансами на самосохранение обладает система, которая в наибольшей степени способна полу­чать, вырабатывать и эффективно использовать энергию и информацию;

• закон минимума — выносливость организма определя­ется самым слабым звеном в цепи его экологических по­требностей. В соответствии с этим законом жизненные воз­можности организма или системы лимитируют экологиче­ские факторы, количество и качество которых близки к не­обходимому организму или экосистеме минимуму. При даль­нейшем снижении их уровня происходит гибель организма или деструкция экосистемы. Закон минимума дополняется

правилом взаимодействия факторов, согласно которому орга­низм или система в определенной мере способны заменить дефицитное вещество или действующий фактор иным фун­кционально близким веществом или фактором. Выявление слабого звена является очень важным в оптимизации взаи­моотношений между обществом и средой, в прогнозировании развития нообиогеоценозов, при экологической экспер­тизе проектов, позволяет рационально производить замену веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно в природопользовании;

• закон обеднения разнородного вещества в островных его сгущениях — индивидуальная система, существующая в среде с более низким уровнем организации, постепенно те­ряет свою структуру, как бы растворяется в окружающей среде. Из этого закона следует, что любые сложные биоти­ческие сообщества, сохраненные на незначительных про­странствах, обречены на деградацию. В практике природо­пользования этот закон диктует необходимость создания так называемых буферных зон, то есть полос земли, в пределах которых запрещаются любые действия, способные нарушить в них установившиеся природные режимы. Буферные зоны создаются как при ведении интенсивного хозяйства, так и при создании заповедников, долгосрочных заказников и других охраняемых территорий для обеспечения высокой надежности их функционирования. В целом закон обедне­ния дает ключ для разработки целенаправленной стратегии управления живой природой без ее количественного и каче­ственного обеднения;

• закон ограниченности природных ресурсов, правило одного процента — все природные ресурсы Земли являются конечными. Этот закон базируется на том, что, если плане­та Земля представляет собой естественное ограниченное це­лое, то на ней не могут существовать бесконечные части. В этой связи говорить о наличии «неисчерпаемых» природ­ных ресурсов, по меньшей мере, некорректно. Например, ошибочно говорить о неисчерпаемости солнечной энергии, так как необходимо учитывать ограничения, накладывае­мые самой энергетикой биосферы. Антропогенные измене­ния в биосфере сверх допустимого предела по правилу 1 % выводят ее из равновесного состояния. Все крупномасштаб­ные изменения на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты. Искусственное внесение энергии в биосфе­ру не должно превышать этого предела;

• закон пирамиды энергий, правило десяти процентов -в соответствии с правилом экологической пирамиды каж­дый последующий трофический уровень ассимилирует не более 10% энергии предыдущего. Этот закон позволяет де­лать расчеты необходимой земельной площади для обеспе­чения населения продовольствием и другие эколого-эконо-мические расчеты. Превышение этой величины недопусти­мо, так как может произойти полное исчезновение популя­ций. Закон пирамиды энергий и правило 10% служат об­щим ограничением для практических целей в хозяйствен­ной деятельности человека и природопользования;

• правило обязательности заполнения экологических ниш — пустующая экологическая ниша всегда бывает естествен­но заполнена. Положение вида, которое он занимает в об­щей системе биоценоза, комплекс его биоцентических свя­зей и требований к абиотическим факторам среды называ­ют экологической нишей вида. Примером может служить предсказанное учеными появление вируса СПИДа. Победа над многими инфекционными болезнями человека высвобо­дила экологические ниши, которые неминуемо должны были быть заполнены, Поскольку при заполнении ниши исчез­нувший или уничтоженный вид заменяется функционально близким или экологически аналогичным видом и замена происходит от более крупных по размерам и высокоорганизованных форм к менее крупным и организованным, то предположили, что одна из экологических ниш будет за­полнена вирусом с высокой степенью изменчивости. Часто­та мутаций вируса СПИДа 1:104 (вируса гриппа 1:106).

• Правило «мягкого» управления природой заключается в опосредованном, направляющем, восстанавливающем эко­логический баланс управлении природными ресурсами, в организации желательных природных цепных реакций. Это правило называется также целесообразным преобразовани­ем природы, базирующемся на восстановлении утраченной естественной продуктивности экосистем или ее повышении путем целенаправленной, согласующейся с экологическими законами деятельности.


^ Понятие об экологических факторах и их классификация

Экологический фактор — элемент среды обитания, спо­собный оказывать прямое влияние на живой организм хотя бы на одной из стадий индивидуального развития.

Все экологические факторы условно делятся на биоти­ческие, абиотические и антропогенные.

^ Биотические факторы — это все возможные влияния, которые испытывает живой организм со стороны окружаю­щих его живых существ.

Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние живых существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов — растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам ока­зывает на них воздействие. Например, растения в процессе фотосинтеза выделяют кислород, необходимый для дыха­ния животных, а животные обеспечивают поступление в атмосферу углекислого газа, без которого растения не могут осуществлять фотосинтез. Действие биотических факторов может быть как прямым, так и косвенным, выражаясь в изменении условий окружающей среды, например, измене­ние состава почвы под влиянием бактерий или изменение микроклимата в лесу. Окружающий органический мир — составная часть среды обитания для каждого живого суще­ства.

Взаимные связи между отдельными видами организмов лежат в основе существования популяций, биоценозов и биосферы в целом.

^ Абиотические факторы — это все влияющие на организм элементы неживой природы (температура, свет, влажность, состав воздуха, воды, почвы, естественный радиационный фон Земли, рельеф местности) и др.

Важнейшим абиотическим факторов является солнечное излучение, от которого зависит фотосинтез, создание биомас­сы растениями, от наличия которой зависит жизнь на Земле.

Вода также является важным абиотическим фактором. Для нормальной жизнедеятельности растений и животных должен постоянно поддерживаться баланс между потребле­нием воды и ее испарением.

Антропогенные - это факторы, обусловленные актив­ным отношением человека к природе. Деятельность челове­ка на планете следует выделять в особую силу, оказываю­щую на природу как прямое, так и косвенное воздействие. К прямому воздействию относят потребление, размножение и расселение человеком как отдельных видов животных и растений, так и создание целых биоценозов. Косвенное воз­действие осуществляется путем изменения среды обитания организмов: климата, режима рек, состояния земель и др. По мере роста народонаселения и технической вооруженно­сти человечества удельный вес антропогенных экологиче­ских факторов неуклонно возрастает.

Экологические факторы изменчивы во времени и про­странстве. Некоторые факторы среды считаются относитель­но постоянными на протяжении длительных периодов вре­мени в эволюции видов. Например, сила тяготения, солнеч­ная радиация, солевой состав океана. Большинство эколо­гических факторов — температура воздуха, влажность, ско­рость движения воздуха — очень изменчивы в пространстве и во времени.

В соответствии с этим, согласно другой классификации, экологические факторы делят на:

• регулярно-периодические, меняющие силу воздействия в связи со временем суток, сезоном года или ритмом прили­вов и отливов в океане;

• нерегулярно-периодические, явления катастрофического характера;

• изменение погодных условий в разные сезоны года, бури, ливни, наводнения и т.д.


^ Характеристика основных методов анализа и моделирования экологических процессов

Надорганизменные системы, которые изучает экология — популяции, биоценозы, экосистемы — чрезвычайно слож­ны. В них наблюдается огромное количество взаимосвязей, прочность и постоянство которых постоянно меняются. Одни и те же внешние воздействия могут привести к различным, иногда прямо противоположным результатам, в зависимос­ти от того, в каком состоянии находилась система в момент воздействия.

Предвидеть ответные реакции системы на действия кон­кретных факторов можно лишь через сложный анализ су­ществующих количественных отношений и закономернос­тей. Поэтому в экологии широкое распространение получил метод математического моделирования как средство изуче­ния и прогнозирования природных процессов.

Одной из первых экологических моделей была модель Вольтерра-Лотки. В любом биоценозе происходит взаимо­действие между всеми элементами: особи одного вида взаи­модействуют с особями и своего вида, и других видов. Эти взаимодействия могут быть мирными, а могут иметь связь типа «хищник-жертва». Было замечено, что численность хищных рыб колеблется в обратной пропорции относитель­но колебаний численности мелких рыбешек, которые слу­жат им пищей. Анализ этих колебаний позволил математи­ку Вито Вольтерра (1860 — 1940) вывести необходимые урав­нения. Если бы в биоценозе было только два вида (очень большое упрощение), то даже и в этом случае динамика чис­ленности каждого из видов сильно отличалась бы от карти­ны их независимого существования.

Кроме ситуаций «хищник-жертва» и «конкуренция-со­существование» может моделироваться ситуация «симбиоз». Модель симбиоза отражает кооперацию отдельных видов в борьбе за существование, когда один вид помогает или по­кровительствует другому (кооперация пчел, кооперация де­ревьев). Математические модели, настроенные на устойчи­вость такой системы, показывают, что при достаточно боль­ших начальных значениях численности всегда будет проис­ходить экспоненциальный рост популяций, что в определенных случаях соответствует действительности. Биосфера сформировалась по собственному плану без участия челове­ка. Качественно новый этап в развитии биосферы начался с появлением человека в конце третичного периода. Сначала деятельность человека мало отличалась от деятельности дру­гих существ. Добывание огня выделило человека из ряда других животных. При этом человек не только сумел рассе­литься в районы холодного климата, пережить оледенения и защититься от хищников, но и научился уничтожать орга­нические остатки, вмешиваясь в круговорот веществ в био­сфере. Сейчас происходит интенсивная перестройка приро­ды в результате человеческой деятельности. Перед челове­чеством вырисовывается угроза голода, самоотравления, разрушения биологической основы наследственности. Для предотвращения угрозы надо знать ее причины. В этих це­лях строились глобальные экологические модели.

Первой моделью прогнозирования расхода ресурсов была модель Т. Мальтуса (1798), который исходил из геометри­ческого роста численности населения и арифметического роста средств существования. Последующий опыт проиллю­стрировал упрощенность и ошибочность этого подхода.

Дж. Форрестер (1970) предложил динамическую мировую модель, учитывающую изменение численности населения, ка­питальных вложений; природных ресурсов, загрязнение сре­ды, производство продуктов питания. Принятые в модели вза­имосвязи достаточно сложны. Например, рост численности на­селения поставлен в зависимость от его плотности, обеспечен­ности питанием, уровня загрязнения окружающей среды, на­личия ресурсов, материального благосостояния; темп смертно­сти увязан с уровнем жизни, питанием; загрязнение среды связано с объемом фондов и т.д. Многофакторная модель Форрестера позволяет рассматривать динамику показателей состоя­ния мировой системы в зависимости от варьирования различ­ных факторов. Одним из результатов исследования Форрестера были графики расхода природных ресурсов при стабилиза­ции численности населения, фондов и «качества» жизни.

Группа Д. Мероуза (1972) построила динамическую мо­дель на базе пяти основных показателей: ускоряющаяся индустриализация, рост численности населения, увеличе­ние числа недоедающих, истощение ресурсов, ухудшение окружающей среды. В модель заложен большой набор част­ных связей, в три раза больше, чем в модели Форрестера. Прогноз по модели Мероуза по различным вариантам пока­зал, что вследствие исчерпания природных ресурсов и рас­тущего загрязнения в середине XXI века произойдет миро­вая катастрофа. Единственным вариантом для ее исключе­ния может быть стабилизация численности населения и уве­личение объема промышленности, стимулирование капита­лом развития сельского хозяйства.

Модель М. Месаровича и Э. Пестеля (1974) отличается размерностью и детальностью связей. В ней содержится бо­лее ста тысяч уравнений, описывающих мировую систему как совокупность региональных систем. Авторы выделили наиболее крупные страны (Россия, Китай, Вьетнам и др.) и регионы (Северная Америка, Западная Европа, Северная Африка и др.), 10 групп населения, 5 категорий машин, 2 разновидности сельскохозяйственного производства, 19 раз­новидностей промышленного капитала, 5 видов капитала в энергетике. На базе этой модели авторы рассмотрели раз­личные сценарии развития мировой системы.

В Пенсильванском университете создана система совмес­тного функционирования национальных моделей. Ее мате­матическая часть состоит из более чем 20 тысяч уравнений.

Группой экспертов ООН под руководством В. Леонтьева в конце 70-х годов разработана межрегиональная модель межотраслевого баланса мировой экономики.

В конце тех же 70-х годов под руководством Н.Н. Моисе­ева была разработана математическая модель биосферы «ГЕЯ». Она состояла из двух взаимосвязанных систем. Пер­вая описывала процессы, происходящие в атмосфере и оке­ане. Вторая — круговорот веществ в природе. В ее основу положены такие локальные модели, как испарения с повер­хности океана и конденсация воды в атмосфере, поглоще­ние углекислоты морской водой, перенос энергии атмосфе­рой, реакции фотосинтеза, отмирание растений, распреде­ление биомассы на поверхности Земли и др. На базе модели «ГЕЯ» был выполнен расчет различных сценариев измене­ния климата на планете под воздействием ядерного взрыва, крупного пожара, извержения вулкана, создания крупного локального топливно-энергетического комплекса, изменения горного ландшафта.

В первой половине 80-х годов ученые различных стран создавали глобальные математические модели с целью про­гнозирования последствий ядерной войны. Наиболее обшир­ными были модель американского астронома К. Сагапа и модель «ГЕЯ». В значительной степени эти исследования I стимулировали политические решения государств по сокращению ядерного вооружения.

Практически в построении математических моделей слож­ных процессов выделяются следующие этапы:

• тщательное изучение тех реальных явлений, которые нужно смоделировать; выявление главных компонентов и установление законов, определяющих характер взаимодей­ствия между ними; формулировка тех основных вопросов, ответы на которые должна дать модель;

• разработка математической теории, описывающей изу­чаемые процессы с необходимой детальностью; на ее основе строится модель в виде системы абстрактных взаимодействий; установленные законы должны быть облечены в точную ма­тематическую форму; конкретные модели могут быть пред­ставлены в виде логической схемы машинной программы;

• проверка модели — расчет на основе модели и сличение результатов с действительностью. При этом проверяется правильность сформулированной гипотезы. При значитель­ном расхождении модель отвергают или совершенствуют. При согласованности результатов модели используют для прогноза, вводя в них различные исходные параметры.

Расчетные методы, в случае правильно построенной мо­дели, помогают увидеть то, что трудно или невозможно про­верить в эксперименте; позволяют воспроизводить такие про­цессы, наблюдение которых в природе потребовало бы ог­ромных сил и больших промежутков времени;

В настоящее время моделируют различные по масшта­бам и характеру процессы, происходящие в реальной среде. Математическими моделями описываются и проверяются разные варианты динамики численности популяций, про­дукционные процессы в экосистемах, условия стабилизации сообществ, ход восстановления систем при разных типах на­рушений. Строятся математические модели по регулирова­нию промыслового усилия, модели промышленных популя­ций; модели трофических связей по решению проблемы с вредителями, модели эксплуатации лесного хозяйства, стра­тегические модели использования сырья, математические модели выбора способов производства, модель оптимизации платы за воду и многие другие;

В настоящее время необходимы глобальные математиче­ские модели, в которые входили бы подсистемы взаимодей­ствия между атмосферой и водой, атмосферой и поверхностью почвы, процессы в каждом из элементов окружающей среды, взаимодействие верхнего слоя атмосферы с космосом, меха­низмы саморегулирования в природе, влияние деятельности человека на окружающую среду. При значительном объеме возможностей подобная модель должна быть достаточно де­тальна для регионов Земли. На такой модели можно будет оценить крупные инженерные решения, деятельность городов, варианты гидросистем, размещение заводов и т.д.

^ Вид и его экологическая характеристика

Вид — элементарная структурная единица в системе жи­вых организмов, качественный этап в их эволюции.

Вид — это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, биохимических и физио­логических функций, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным ус­ловиям жизни, обладающих определенным типом взаимоот­ношений с абиотической (косной) и биотической средой и занимающих в природе определенную область — ареал.

Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные для вида признаки и свойства называют кри­териями. Как видно из определения, среди критериев раз­личают: морфологический, физиологический, цитогенетический, экологический и географический.

Экологический критерий или экологическая характерис­тика вида - это совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид. Среда обитания определяется сово­купностью факторов и элементов, воздействующих на вид в месте обитания. В соответствии с известными классифика­циями экологические факторы делят на биотические и аби­отические. С учетом воздействия человека на среду обита­ния выделяют также группу антропогенных экологических факторов. По мере роста населения и технической воору­женности человечества удельный вес антропогенных эколо­гических факторов постоянно растет.

Благодаря многообразию экологических факторов наблю­дается закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности экологических факторов проявляются в исчезновении некоторых видов с определенных территорий, изменении плотности популяций, показателей рождаемос­ти, смертности. Под влиянием экологических факторов в эволюции сложились такие адаптивные модификации, как зимняя спячка или летняя спячка, диапауза.

Любая особь, популяция, сообщество испытывают одно­временное воздействие многих факторов, но лишь некоторые из них являются жизненно важными. Такие факторы назы­ваются лимитирующими. Отсутствие этих факторов или их концентрации выше или ниже критических уровней делает невозможным освоение среды особями определенного вида.

Благодаря наличию лимитирующих экологических фак­торов для каждого биологического вида существует опти­мум и пределы выносливости. Например, устрицы наилуч­шим образом развиваются в воде с концентрацией солей 1,5 — 1,8%. При снижении концентрации солей до 1,0% более 90% личинок погибает в течение двух недель, а при кон­центрации 0,25% все поголовье их гибнет за одну неделю. Повышение концентрации солей по сравнению с оптималь­ной величиной также оказывает неблагоприятное воздей­ствие на устриц. Взаимоотношение нескольких экологиче­ских факторов делает условия среды еще более сложными.

Способность вида осваивать разные среды обитания вы­ражается величиной экологической валентности.

Виды, способные пережить лишь небольшие колебания факторов окружающей среды, называются экологически узко приспособленными или стенотопными.

Виды, переживающие значительные отклонения факто­ров среды от оптимальных величин, называются широко приспособленными или эвритопными.

Эвритопные виды могут быть представлены нескольки­ми экотипами — разновидностями, приспособленными к выживанию в средах, различающихся по некоторым факто­рам. Например, сложноцветное растение тысячелистник образует равнинные и горные экотипы.





Скачать 2,27 Mb.
оставить комментарий
страница1/10
Дата30.09.2011
Размер2,27 Mb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
плохо
  15
не очень плохо
  10
средне
  12
хорошо
  10
отлично
  54
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх