169792 (Екологічне середовище), страница 2

В областях зі сталим кліматом, як правило, трапляється менше життєвих форм рослин, ніж в районах, де він менш сталий. У цілому клімат і рослинність добре відповідають одне одному, недарма кліматологи деколи використовують характер рослинності як найкращий показник клімату. Наприклад, дощові ліси відомі в тропіках і субтропіках. Листопадні ліси ростуть в умовах помірного і більш сухого клімату. Рослинність саван і прерій характеризує напівпосушливі області, а рослинність пустель - надто сухі.

Рослинні організми регулюють мікроклімат. Розміщуючись паралельно або перпендикулярно сонячному промінню, організми (або окремі їх частини, наприклад, листки) можуть зменшувати ту загальну кількість сонячної енергії, яка на них в дійсності потрапляє. В полудень листя яскраво освітлених крон дерев часто опускається, тоді як листя затіненого підліску звичайно підставляє сонячному промінню всю свою поверхню.

5. Ресурсно-сировинне, харчове та кормове призначення тварин

Рослини поглинають енергію Сонця. Ця енергія циркулює в системі, яку ми називаємо біотою й можемо зобразити у вигляді багатосхідчастої піраміди. Нижня сходинка - грунт. Сходинка, на якій розташовуються рослини, спирається на грунт; сходинка, на якій розміщуються комахи, - на рослини; птахи й гризуни - на комах, і так далі, через різні групи тварин, до вершини, на якій перебувають великі хижаки.

Види, що становлять одну сходину, об’єднуються не походженням чи зовнішньою схожістю, а типом їжі… Лінії залежності, які відображають передавання енергії, що міститься в їжі, від її первинного джерела (рослини) через низку організмів, кожен з яких поїдає попереднього й з’їдається наступним, називається ланцюгом живлення… Земля, таким чином, - це не просто грунт, а джерело енергії, що циркулює в системі, яка складається з грунту, рослин і тварин. Ланцюги живлення - це живі канали, що подають енергію вгору, а смерть і тління повертають її в грунт. Система не замкнена - частина енергії втрачається в процесі тління, частина додається поглинанням із повітря, частина накопичується в ґрунті, торфі і лісах-довгожителях, але це система, яка діє постійно, своєрідний фонд життя, що повільно нагромаджується й перебуває в постійному обізі.

Живлення (споживання, корм) - важливий екологічний фактор, від якості і кількості якого залежить плодючість, тривалість життя, розвиток і смертність організмів.

Якщо розглядати організми як кормовий ресурс, то можна виділити три шляхи формування ланцюгів живлення:

Перший - деструкція, внаслідок якої тіла або частини тіл організмів відмирають і разом з рештками життєдіяльності і секреторними продуктами стають кормовим ресурсом для " деструкторів " (бактерій, грибів і тварин - детритофогів). Деструктори - це групи живих організмів, які не в змозі використовувати інші організми, поки вони живі. Детрит - це органічний мул і напівзруйновані рештки організмів, які перебувають у верхніх шарах грунту, а також у водному середовищі.

Другий - паразитизм, коли організм використовує в якості кормового ресурсу інший організм ще при житті. Приклад паразитів - тля, яка висмоктує сік із флоеми листя дерев, і гриби - облігатні паразити рослин.

Третій - органофагія, хижацтво. При цьому кормовий організм (або його частина) поїдається (кролик, якого з’їла лисиця; жолудь, що з‘їла білка, тощо).

У тварин розрізняють не вибіркове і вибіркове споживання їжі. Не вибіркове споживання властиве багатьом безхребетним тваринам, китам і деяким рибам. Вибіркове споживання є основним способом живлення для частини безхребетних і більшості хребетних тварин.

Для підтримання життєдіяльності, росту, розвитку і розмноження тварин необхідний певний калорійний режим зі збалансованим якісним складом, тобто визначені кількість білків, жирів, вуглеводів, а також мінеральних солей, вітамінів і мікроелементів. Вимоги до корму змінюються залежно від стану організму, пори року і погодних умов. Враховуючи на улюблений, замінний і випадковий, а за іншою класифікацією - на незамінний і взаємозамінний.

Будь-яке угруповання можна представити у вигляді кормової мережі, яка являє собою схему всіх трофічних зв’язків між видами, що входять до складу цього угруповання. Кормова мережа звичайно складається із декількох ланцюгів живлення, кожний з яких є окремим її каналом.

Завдяки кормовим взаємостосункам у біоценозах здійснюється трансформація біогенних речовин, акумуляція енергії і розподіл її між видами (популяціями). Чим багатіший видовий склад біоценозу, тим різноманітніші напрями і швидкість потоку речовин і енергії. Ланцюги живлення, якими постійно перебігає енергія, прямо чи опосередковано об’єднують всі організми в єдиний комплекс.

Перший трофічний рівень представлений первинними продуцентами, або автотрофами. До них належать зелені рослини, які здатні використовувати сонячне проміння для утворення хімічних сполук, багатих на енергію.

Крім первинних продуцентів до складу біоценозу входять гетеротрофи (від грецьк. гетеро - інший, трофе - корм) - організми, які використовують для споживання (корму) готові органічні речовини, представлені консументами і деструкторами.

Другий трофічний рівень утворюють травоїдні тварини, яких називають первинними консументами. М’ясоїдних, які живляться травоїдними, називають вторинними консументами, або первинними хижаками; вони перебувають на третьому трофічному рівні.

Хижаки, які живляться первинними хижаками, в свою чергу, становлять четвертий трофічний рівень і називаються третинними консументами. Тварин, що споживають вторинних хижаків, називають третинними хижаками, або ж четвертинними консументами. Оскільки чимало тварин всеїдні (живляться як рослинами, так і тваринами), тобто одночасно одержують енергію з декількох різних трофічних рівнів, їх неможливо віднести до відповідного рівня. Звичайно вважають, що такі організми входять відразу до декількох трофічних рівнів, а їхня участь в кожному рівні пропорційна складу вживаної ними їжі.

Вивчення трофічних зв’язків свідчить, що в природі жодний живий організм не може існувати ізольовано. Більше того, живі організми в межах біогеоценозів або ж біогеоценотичних комплексів створюють спеціалізовані об’єднання - консорції. Характерною особливістю цих об’єднань є те, що вони звичайно формуються на базі популяцій автотрофних рослин (сосна, смерека, береза, пшеничне чи картопляне поле тощо). Такі популяції називають детермінантами, а види, які об’єднуються довкола них, - консортами.

6. Як людство порушує динамічну рівновагу складу атмосфери

Атмосфера - це газова оболонка, що оточує Землю. Наявність атмосфери - одна з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обходитися місяць, без води - тиждень, а без повітря не проживе й кількох хвилин.

Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує кілька основних функцій:

захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів;

регулює сезонні й добові коливання температури (якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури досягали б ± 200 °С);

є носієм тепла й вологи;

є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі й забезпечують дихання;

зумовлює низку складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти льодовиків тощо).

Основні компоненти атмосфери: азот (78,084%) кисень (20,946%) та аргон (0,934%). Важливу роль відіграють і так звані малі домішки: вуглекислий газ, метан тощо. Крім того, атмосфера містить водяну пару: від 0,2% у приполярних районах до 3% поблизу екватора. Такий хімічний склад атмосфера Землі мала не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосфера ми деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася з вуглекислого газу, метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера - результат життєдіяльності живих організмів.

Маса атмосфери становить приблизно одну мільйонну маси Землі 5,15*10¹⁵т. Та атмосферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Річ у тім, що людині необхідне повітря певної якості, а під впливом її ж діяльності хімічний склад і фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На на Землі вже практично не залишилося місць, де повітря зберегло свої первозданні чистоту та якість, а в деяких промислових центрах стан атмосфери промислових центрах стан атмосфери вже просто загрозливий для людського здоров’я.

Щонайменше в 60 містах США десятки мільйонів людей! дихають повітрям, яке не відповідає сучасним нормам і є шкідливим для їхнього здоров'я.

На кожного жителя цих міст щорічно випадає близько тонни небезпечних для здоров'я речовин.

Атмосфера складається з таких шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти 18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до 80), термосфера (1000), екзосфера (1900), геокорона (умовно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90%) зосереджена в нижньому шарі - тропосфері. Тут же відбуваються найінтенсивніші теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене триатомним киснем (О₃). Він розташований на висоті 20-50 км і захищає все живе на Землі від згубної Дії "жорсткого" ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Крім газів, у повітрі атмосфери містяться ще й домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин і твердих частинок як природного, так і штучного походження: сірчистих (краплі H₂SO₄),

Парниковий ефект. Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити в Євразії та в Північній Америці). Та останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфери Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. І це зумовлено діяльністю людини:

по-перше, підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, а також уводячи в дію атомні електростанції;

по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а також унаслідок знищення лісів у атмосфері нагромаджується вуглекислий газ. За останні 120 років уміст СО₂ в повітрі збільшився на 17%. У земній атмосфері вуглекислий газ діє, як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект. За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньорічна температура на Землі може підвищитися на 1,5-2 °С.

Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери й глобальна температура зростатиме й надалі, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат на Землі стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років. Це прискорить глобальну екологічну кризу.

У чому ж полягає небезпека парникового ефекту? Розрахунки й моделювання на ЕОМ свідчать: підвищення середньорічної температури спричинить зміни таких найважливіших кліматичних параметрів, як кількість опадів, хмарний покрив, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть сухішими, а узбережжя - вологішими, зима буде коротшою й теплішою, а літо - тривалішим і спекотнішим. Основні кліматичні зони в північній півкулі змістяться на північ приблизно на 400 км. Це зумовить потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти й полярних крижаних шапок. У середніх широтах, тобто в головних "хлібних" районах (Україна, Чорнозем'я Росії, Кубань, "зернові штати" США), клімат стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться.

Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Гренландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6-10 м, при цьому буде затоплено близько 20% площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади і поля.

Руйнування озонового шару атмосфери. Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить ця енергія на Землю у вигляді світла видимого випромінювання, а також інфрачервоного, або теплового, й ультрафіолетового (УФ) випромінювань. УФ-випромінювання несе найбільшу енергію і є фізіологічне активним, тобто інтенсивно діє на живу речовину. Весь потік УФ-випромінювання Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три діапазони: УФ (А) (довжина хвилі 400-315 нм), УФ (В) (315-280 нм) і УФ (С) (280-100 нм). УФ (В) - і УФ (С) - випромінювання, так званий "жорсткий ультрафіолет", надзвичайно шкідливі для всього живого: вони призводять до порушення структури білків та нуклеїнових кислот і врешті-решт до загибелі клітин.

Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням умісту озону в озоновому шарі атмосфери.