Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


8. С/х ЭС в условиях техногенеза.

Агроэкосистема (АЭС) – совокупность биогенных и абиогенных компонентов участков суши преобразованных человеком, используемых для производства сельхозпродукции. Основа АЭС – почва, с/х угодия. Типы АЭС:

Пропашное земледелие

Многолетнее земледелие

Многоурожайное земледелие

МезоАЭС (крупномасштабная)

МикроАЭС (грядка)

Суша занимает площадь 14,9 млрд. га, из которой 10% приходится на АЭС. Основная мысль экологии: замена крупномасштабных хозяйств на мелкомасштабные. Задачи функционирования АЭС: поддержание условий воспроизводства почвенных ресурсов и деградация АЭС в результате загрязненя почвенных ресурсов (имеются в виду загрязнения техногенного происхождения).

Техногенез – совокупность геохимических и геофизических процессов, связанных с деятельностью человека и включающих:

извлечение химических элементов из природных сред,

концентрацию химических элементов,

перегруппировку химических элементов,

рассеивание этих элементов в окружающей среде.

В условиях техногенеза биогенная миграция вещества и энергии заменяется техногенной. Проявление техногенеза в основном имеют аварийно-катасрофический, непреднамеренный и целенаправленный характер. Источниками техногенного загрязнения почв являются различные агротехнические приемы: применение пестицидов, органических и минеральных удобрений, орошение сточными водами и др. Техногенез характеризуются следующими показателями:

Технофильность (Т) - дает соотношение количества добываемого элемента к его содержанию в земной коре. Наиболее высокой технофильностью обладают C, Cl, Pb, Hg, Zn, Ni, Cu и т.д.

Биофильность - отношение среднего содержания элемента в живом веществе планеты к содержанию в земной коре.

Деструктивная активность - отношение массы элемента годовой добычи и выбросов в окружающую среду к массе элемента биологической продукции наземных растений в течении года (совмещает два предыдущих показателя). ДА для Hg=5×104; Cd, F, As - 5×103; Sb, Pb, U - 5×102; Se, Be, Ba, Sn - 5×101; для всех остальных элементов - 5.


9.Циклические процессы в атмосфере и деятельность человека. Практическое применение природной цикличности. Многие процессы и явления в природе подвержены различным циклическим изменениям. В лесостепной части России шесть раз отмечались 29-летние периоды, причем цикличность была обусловлена периодами активности солнца. За эти циклы обнаружена тесная корреляция приростов древесных (по диаметру) по сравнению с вековым ходом солнечной активности. Кроме активности солнца на популяционную активность могут влиять другие циклы космической активности, приливные и отливные явления, эволюция движения земли. Таким образом, природная цикличность - явление комплексное и характеризуется совмещенностью космических, климатических, биологических и других циклов, принадлежащих к различным причинно-следственным категориям и рангам. Общий природный цикл характерен для конкретного ландшафта и даже местности. Природный цикл - это самостоятельный экологический ранг, существующий в окружающей среде и представляющий собой систему взаимосвязанных синхронизированных колебаний в многолетней изменчивости биоценозов и их абиотических компонентов. Природный цикл является временный и территориальной единицей. Знание начала позволяют провести правильные хозяйственные мероприятия, организовать мероприятия по борьбе с вредителями и предусмотреть стадийность развития различных популяций. Определение начала циклов: опыт людей, летописи природы, микроприродные циклы(например, появление болотной растительности и некоторое увеличение зеркало вод).

Целенаправленная регуляция круговорота веществ в биосфере человеком:

Освоение новых видов энергий

Сокращение использования сырья

Совершенствование технологий

Налаживание переработки отходов

Установление природоохранных нормативов

Сохранение эталонных участков природных территорий

Запрет на уничтожение видов

В с/х – восстановление почвенного плодородия


10.Основные направления воздействия с/х производства на природные комплексы и их компоненты.

Результат деятельности с/х:

Переуплотнение почв и нарушение водно-воздушного режима.

Отсутствие научно обоснованных севооборотов и преобладание монокультуры.

Низкие нормы и нарушение технологий применения органических и минеральных удобрений ведет к потере плодородия почв.

Нарушение технологии применения пестицидов привело к избытку пестицидов в почвах, водах и т.д., что негативно влияет на все элементы ЭС.

Прогрессирующее увеличение почв с низким рН.

Отсутствие экологического обоснования с/х машин и орудий.

Отсутствие правовой ответственности специалистов с/х производства за экологические нарушения.

Резкое увеличение без должного экологического обоснования нагрузки отходов различных производств, осадков сточных вод и т.д.

Ежегодно потеря веществ в результате смыва в 2-3 раза больше, чем применяем их с удобрениями.

Потеря гуиуса, питательных веществ, эвтрофикация водоемов.

При уборке, транспортировке и хранении потеря урожая до 30%.

Повсеместное ухудшение качества продукции.


11.Порядок расчета выноса биогенных веществ в водные объекты с с/х территорий.

На состояние какого-либо водоема (озера) оказывает влияние АЭС, коммунально-бытовое хозяйство (селитебная зона), животноводческий комплекс, промышленные предприятия и др. Допустим, население города 1 млн. чел., площадь 20000 га, и период берем 1 год.

БНокбх=Н × n × 365(суток)=1000000ч × 8(г/сутки с человека) × 365=2920 × 106 (г)=2920(т)

БНдкбх=S × h × c=20000га × 400 мм × 3,8мг/л=304т

БНожк=50000голов × 160г/сутки с головы × 365=2920т

БНопп=500000(м3) × 160мг/л=80т

БНо и БНд - организованная и дифузионно расредоточенная нагрузка

h - количество вымываемой воды.


12.Основные законы экологии. Их практическое значение. Закон лимитирующего фактора (Либих 1840) – если какой-то фактор находится в минимуме, его невозможно заменить другими факторами. Закон Шелхорда – любой живой организм имеет эволюционно унаследованные пределы устойчивости к любому экологическому фактору. Закон внутреннего динамического равновесия – вещество, энергия. Информация и динамические качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного показателя вызывает сопутствующие изменения других, но сохраняется общая сумма вещественных, энергетических, информационных и динамических качеств экосистемы. Следствия:

Любое изменение среды неизбежно приводит к возникновению цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации изменений или формирования новых природных экосистем.

Взаимодействие вещественно энергетических компонентов, информации и динамических качеств природных экосистем количественно не линейно, то есть слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызывать сильное отклонение других показателей и наоборот.

Прошедшие в экосистемах отклонения относительно необратимы и проходят по иерархии снизу вверх от места воздействия до биосферы.

Естественно исторический закон проявляется в устойчивой внутренней связи явлений природы, устойчиво повторяющимися отношениями между явлениями в направленности или порядке следований событий. Закон максимизации энергии – в соперничестве с другими системами сохраняется та из них, которая наилучшим образом способствует поступлению энергии и максимально эффективному использованию этой энергии. Системно-генетический закон – многие природные системы в индивидуальном развитии повторяют в сокращенной форме эволюционный путь развития своей системной структуры. Закон развития природных систем за счет окружающей их среды – любая природная система может развиваться только за счет использования материально генетических и энергетических возможностей окружающей ее среды; обособленное развитие системы невозможно. Следствия:

Абсолютно безотходное производство невозможно.

Любая, более высокоорганизованная биосистема, видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для менее высокоорганизованных систем, благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное возникновение жизни.

Закон периодичной географической зональности – со сменой физико-географических поясов, аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются. Закон эволюционно экологической необратимости – экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию, так как в ходе преобразования произошли эволюционные изменения. Законы Коммонера:

Все связано со всем

Природа знает лучше

Все должно куда-то деваться

За все надо платить


26.Экологическое значение гумуса в почве в условиях повышенного загрязнения токсичными тяжелыми металлами.

Гумус обладает высокими сорбционными свойствами, поэтому в почвах с высоким его содержанием металлы могут образовывать сложные и комплексные соединения, менее доступные для поглощения растениями. Например, гуминовая кислота почвы, содержащей 4% гумуса, может связать, в расчете на 1 га : 17929 кг Fe, 913 кг Mn, 1517 кг Cu, 4500 кг Pb, 1015 кг Zn. поэтому почвы разного генетического типа характеризуются различной сорбционной способностью.


16.Биоиндикация экологического состояния почв в условиях антропогенного загрязнения. Методы:

Ботанические (фито)

Почвенно-зоологические

Биохимические (ферментные)

Микробиологические

См. №54


24.Методы экологических исследований.

Полевые – закладка пробных площадей (1-100 м2) и учетных площадок (1-4 м2), закладка транссект в виде продольных площадок

Лабораторные – могут включать различные химические методы по накоплению конкретных веществ, физиологические, показывающие состояние, жизненность фитоценозов

Экспериментальные – изучение причин и следствий, происходящих изменений

Магрирования – с использованием математико-статистических способов и компьютера

Дистанционный анализ природных условий (аэрофотосъемка и космическая съемка)


13.Механизм гомеостаза. Динамика ЭС.

Гомеостаз - состояние внутреннего динамического равновесия организма или природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением и постоянной саморегуляцией. Сообщество живых организмов и абиотическая среда влияют друг на друга, обе части биогеоценоза необходимы для поддержания жизни. Абиотические факторы регулируют существование и жизнедеятельность популяций. В то же самое время эти факторы находятся под постоянным влиянием самих живых организмов. Важные для жизни химические элементы и органические соединения образуют непрерывной поток между живым и неживым: потребление и выделение углекислого газа, кислорода, воды, образование и разложение растительного и животного опада, образование почвенных органических соединений .живые организмы черпают из среды жизненные ресурсы (например, кислород из атмосферы в процессе дыхания и углекислый газ в процессе фотосинтеза). Они поставляют в среду продукты жизнедеятельности (кислород в процессе фотосинтеза и углекислый газ в процессе разложения органических веществ и дыхания). Солнечная энергия аккумулируется зелеными растениями и передается организмам всех популяций, населяющих биогеоценоз. Потоки энергии и вещества, связывающие живые организмы друг с другом и средой их обитания, обеспечивают целостность биогеоценозов. Способность организмов к размножению, наличие в среде пищи и энергии, необходимых для роста, развития и размножения, а также воссоздание среды обитания живыми организмами - условия самовоспроизводства экосистем. Сложившиеся в ходе эволюции экосистемы находятся в равновесии со средой и проявляют устойчивость - свойство сообщества и экосистемы выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями. Способность организмов переносить неблагоприятные условия и высокий потенциал размножения обеспечивают сохранение популяций в экосистеме, что гарантирует устойчивость. Совокупность всех факторов, способствующих увеличению численности популяций - биотический потенциал. Сочетание лимитирующих факторов среды, ограничивающих рост популяции - сопротивление среды. Принцип изменения популяции - изменение популяции какого-либо вида есть результат нарушения равновесия между ее биотическим потенциалом и сопротивлением среды. Гомеостаз обеспечивается механизмами обратной связи. Существует положительная и отрицательная обратная связь. Механизм положительной обратной связи всегда действует в ЕЭС. Поддержание определенной численности популяций основано на взаимодействии организмов в звеньях хищник - жертва, паразит - хозяин на всех уровнях пищевых цепей. Внутрипопуляционные механизмы гомеостаза: конкуренция, антагонизм, территориальность. Основной принцип стабильности ЭС: видовое разнообразие обеспечивает стабильность ЭС. В ЭС постоянно происходят изменения в их состояния, жизнедеятельности и соотношении популяций. Все изменения относят к двум типам: циклические и поступательные. Циклические изменения отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявление эндогенных ритмов организмов. В процессе суточной и сезонной динамики целостность биоценоза не нарушается. Он испытывает лишь колебания. Поступательные изменения в ЭС приводят к смене одного биоценоза другим. Причинами подобных смен могут являться внешние факторы, действующие длительное время в одном направлении, в т.ч. и антропогенный. Нарушение естественных цепей питания под воздействием антропогенного фактора (бесконтрольная вырубка лесов, загрязнение водоемов, уничтожение пестицидами микрофлоры почвы и др.), неразумное вмешательство в экосистемы приводит к неконтролируемому росту численности особей отдельных популяций и к нарушению природных экологических сообществ. С течением времени происходит развитие экосистемы, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга во времени называется сукцессией. Сукцессии бывают первичными и вторичными. Первичная сукцессия - развитие ЭС на незаселенных раннее участках (постепенное обрастание голой скалы). По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Высшей точкой развития является стабилизированная система, в которой на единицу имеющегося потока энергии приходится максимальная биомасса организмов. Развитие экосистем во многом аналогично развитию отдельного организма. Смена экосистем под воздействием антропогенного фактора - самая быстрая. Она проходит за несколько лет, а часто скачком. Экосистемы меняются и под действием абиотических факторов, например, климата.

17.Основные токсиканты в пищевых продуктах.

Наиболее опасными токсикантами являются тяжелые металлы, остатки пестицидов, микотоксины, нитраты, нитриты, нитрозоамины, кантоменанты (антибиотики, гормональные и некоторые регуляторы роста растений), диоксины. Тяжелые металлы. Среднее содержание Pb в продуктах питания 0,2 мг/кг, в т.ч.

Фрукты 0,01-0,6

Овощи 0,02-1,6

Крупы 0,03-3

Мучные изд. 0,03-0,82

Мясо/рыба 0,01-0,78

Молоко 0,01-0,1

Взрослый человек усваивает 10% Pb, а дети - 40%. Из крови Pb поступает в мягкие ткани и кости, где депонируется в виде трифосфата. 90% Pb выводится с фикалиями. Биологический период полувыведения Pb из мягких тканях и органов 20 дней, а из костей - до 20 лет. По данным ФАО ДСД (допустимая суточная доза) Pb - 0,007 мг/кг массы тела, а ПДК в питьевой воде - 0,05 мг/кг. Нитратное загрязнение. Нитраты - естественная форма, но нитратное загрязнение подразумевает превышение ПДК. По данным института питания нитраты и их производные встречаются практически во всех мясных, рыбных и молочных продуктах. Долгое время считали, что нитраты - источник заболевания метгемаглобиния. Благодаря работам Ильницкого стало известно, что нитраты вызывают комплекс заболеваний: сердечно-сосудистой, нервной систем, ослабляют иммунитет и ряд других. Основной поставщик нитратов - овощи. Природный ингибитор нитратов - витамин С. Микотоксины - это яды, продуцируемые грибами. Грибы - вездесущи, они выдерживают высокое давление, обладают очень мощным ферментативным аппаратом, который позволяет им адаптироваться в окружающей среде. Продуцированию микотоксинов способствует длительное неправильное применение химических средств защиты, монокультура и др. Диоксины - это высокотоксичные вещества, сложной химической структуры, суперяды, ксенобиотики, имеющие техногенное происхождение, связанное, главным образом, с производством и использованием хлорорганических соединений и их утилизацией. Источниками диоксинов является также нефтепереработка, металлургическая промышленность, сталелитейное производство, переправка металлолома, производство алюминия, выхлопы автотранспорта, пестициды, хлорированная вода и др.


18.Методы определения состояния АЭС. Оценка антропогенных воздействий в системе “почва – растение”. Индикация антропогенных нагрузок. Методы индикации.

Для оценки любой экосистемы применяются следующие простые и комплексные параметры:

Запас живой биомассы (г/м2, т/га).

Запас мертвого органического вещества (мортмасса).

Интегральная характеристика структуры органического вещества экосистемы или соотношение запасов гумуса, фитомассы, зоомассы и биомассы микроорганизмов.

Скорость воспроизводства органического вещества, как отношение величины первичной продукции к запасу живой фитомассы (в %).

Опад (г/м2, т/га в год) - количество органического вещества, заключенное во всех ежегодно отмирающих частях растений наземных и подземных.

Истинный прирост (т/га в год) - количество органического вещества, остающегося в сообществе в результате годичного прироста за вычетом опада.

Скорость общего оборота органического вещества или отношение величины запаса живого и мертвого органического вещества; этот показатель позволяет выделить подвижность органического вещества при трансформации продукции.

Скорость деструктивных процессов - отношение ежегодного поступления мортмассы к ее запасу.

Для ЭС в условиях загрязнения используются дополнительные показатели:

Годичное накопление химических элементов (кг/га в год) биотической компоненты.

Годичный возврат химических элементов с опадом (кг/га в год).

Для определения состояния АЭС используют физические, химические, но предпочтительнее биологические методы. Все биоиндикаторы подразделяют на четыре группы:

ботанические;

зоологические;

микробиологические;

биохимические.

Растения обычно служат хорошими показателями нарушенности среды хозяйственной деятельностью, промышленными загрязнениями. Животные интересны как объект, физиологически близкий к человеку, по их реакциям можно предвидеть санитарные последствия загрязнений не только для природы в целом, но и для человека. Микробы - наиболее быстро реагирующие индикаторы, они лучше всего подходят для экотоксилогических экспериментов. Биологические факторы являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологичексое состояние растений в системе "почва -растение".


21.Биогеценоз и его структура. Биогеохимическая. Биоценотическая деятельность биогеоценоза.

Биогеоценоз - совокупность биотической и абиотической компонент, однородных по происхождению, растительности и зооценозам, литогенной основе, находящиеся на определенной территории земной поверхности. Пространственная структура: биотоп (абиотическая компонента) и биоценоз (биотическая компоненты: фитоценозы, зооценозы, микробоценозы). Биогеохимическая роль биогеоценозов: малый биологический и большой биогеохимический круговороты. Происходит взаимодействие абиотических факторов и живых организмов биосистемы, сопровождающееся непрерывным круговоротом вещества между биотопом и биоценозом в виде чередующихся то органических, то минеральных соединений. Обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой, различные стадии которого происходит внутри ЭС называется биогеохимическим круговоротом. Круговорот в биогеоценозе с одной стороны, дает возможность саморегуляции его и придает ему устойчивость, а с другой - регулирует поток всех элементов на земле. Т.е. круговорот - мощный естественный процесс, вовлекающий ежегодно в круговорот огромные массы биосферы и определяющий ее высокий кислородный потенциал. Происходит на всей поверхности земли и дает большой геохимический эффект, вовлекая ежегодно в построение органического вещества огромные количества C, P, S и т.д.


27.Агроэкологический мониторинг. Функциональные задачи. Порядок проведения.

Идея мониторинга возникла в 1972 г, а в 1983 г возникли отдельные схемы мониторинга.

Блок-схема мониторинга (по Израэлю Ю.А.).

информационная система управленческая система

наблюдения®оценка факт. сост.

¯ ¯ регулирование качества окр.

прогноз. сост. ®оценка прогн. сост. среды

Блок "наблюдения" может состоять из различных видов мониторинга:

глобальный (базовый, региональный, локальный), включая фоновый;

национальный;

межнациональный;

геофизический;

биологический.

Мониторинги проводят по средам (атмосфера, океан и т.д.), по факторам и источникам (радиоактивные продукты, шумы, генетический, космический и т.д.), по возможности и остроте проблемы. Порядок функционирования определяется положением, утвержденным правительством РФ. Задача экологического мониторинга заключается в том, чтобы понять степень опасности сложившейся ситуации и определить решения данной проблемы.


29.Экология популяций и сообществ. Их видовая, пространственно-временная и экологическая структура, динамика. Индивиды любого живого вида всегда представлены не изолированными отдельностями, а их определенным образом организованными совокупностями (правило объединения в популяции). Популяция – форма существования вида, элементарная группировка организмов определенного вида, занимающая определенную территорию. Групповые свойства: смертность, рождаемость, численность, плотность, половой состав и генетическая приспособляемость. Образ жизни популяции: одиночный, групповой. Отношение внутри популяции: конкуренция, агрессия, территориальность. По размеру территории П. делятся на (Наумов): элементарные (или микропопуляции, занимают небольшой участок территории), экологические (совокупность элементарных) и географические (особи на территории с географически однородными условиями). Поддержание определенной численности популяции – гомеостаз популяции. Сообщества (биоценозы) – объединения популяций всех видов живых организмов, населяющих определенную территорию, отличающуюся по ряду показателей от других территорий. Видовая структура – разнообразие видов и соотношение их численности и массы. Пространственная структура: ярусность – вертикальное расслоение биоценозов на равновысокие структурные части, мозаичность – расчлененность в горизонтальном направлении. Экологическая структура – это его состав из экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции. Экологическая ниша – положение вида в биоценозе не территориальное, а функциональное, то есть комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.


30.Экологические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв.

Современные почвы характеризуются не только колоссальным антропогенным загрязнением, но и значительным снижением естественных природных механизмов, определяющих устойчивость и продуктивность экосистем, а также чистоту окружающей среды. Среди основных причин, приводящих к нарушению этих процессов, выступают дегумификация почвенного покрова, увеличение кислотности почв, нарушение гидрологического режима, переуплотнение почв и др. ухудшение экологического состояния почвенного покрова создает условия для продуцирования микроорганизмами необычайно токсичных веществ - микотоксинов, что может иметь непредсказуемые экологические последствия. В связи с этим следует поддерживать естественное плодородие почв. Основным направлением в решении этого вопроса является систематическое внесение органических удобрений. Для нечерноземных почв доза их составляет 6-7 т/га. Эффективным является и применение сидератов. Хорошие результаты дают применение соломы, 1 т которой эквивалентна 3,5-4 т навоза. Создание повышенного органического фона будет способствовать активизации биологических процессов в почве, что положительно скажется на обеспеченности растений питательными веществами и биологически активными соединениями, на лучшем фитосанитарном состоянии почв. В свою очередь, повышение этих показателей явится основой для экономии энергетических ресурсов. +вопрос 34.


31.Основные пути поступления биогенных веществ в водоемы.

Источники биогенных веществ:

агроэкосистемы;

селитебная зона (коммунально-бытовое хозяйство);

животноводческий комплекс;

промышленные предприятия;

рекляционная зона и др.


32.Современные представления о структуре экологии. Задачи и объекты экологии. Экология – это наука об изучении отношений между организмами и всеми биологическими и функциональными факторами, в совокупности воздействующими на данные организмы и находящиеся под влиянием последних. Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:

Аутоэология – изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой

Демэкология – экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой

Синэкология - экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой

Экосистемная экология – изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.

Основные задачи экологии:

Разработка теорий функционирования систем

Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных

Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров

Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС

Управление природными ресурсами

Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.


33.Ваше представление о продуцентах, консументах и редуцентах.

Продуценты (автотрофы) – это те же фитоценозы, которые являются автрофными организмами, то есть вырабатывающие органическое вещество в процессе фотосинтеза и питающиеся неорганическими соединениями. Консументы (гетеротрофы) – это все зооценозы, питающиеся органической пищей. Делятся на сапрофиты, питающиеся простыми органическими соединениями, и голозои, питающиеся сложными органическими соединениями. Редуценты – гетеротрофные организмы, получающие энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.


34.Пути предотвращения и снижения опасности загрязнения почв токсичными тяжелыми металлами.

Тяжелые металлы занимают особое место среди других токсикантов по масштабам загрязнения и воздействия на биологические объекты. ТМ являются микроэлементами, однако значительные концентрации их в настоящее время в почве делают их токсичными для живых организмов. По степени опасности ТМ делят на три класса:

особо токсичные (As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn);

токсичные (B, Co, Ni, Mo, Sb, Cr, Cu);

слабо токсичные (Ba, V, W, Mn, Sr).

Опасность, вызванную загрязнением почв ТМ, обусловливает еще и слабое выведение их из почвы. В почве ТМ претерпевают ряд химических превращений, в ходе которых их токсичность изменяется в очень широких пределах. Наибольшую опасность представляют подвижные формы ТМ. Подвижность их существенно зависит от почвенно-экологических факторов, среди которых основными являются органическое вещество, кислотность почвы, ОВ-условия, плотность почв и др. Поэтому, регулируя почвенно-экологические факторы, можно снизить опасность поступления ТМ в пищевые цепи. Для ликвидации последствий загрязнения почв ТМ важное значение имеют предупредительные меры, которые базируются на совершенствовании технологий производства, в т.ч. технологий производства агрохимикатов. Хорошо очищенные отходы химической и машиностроительной промышленности после обогащения фосфором представляют большую ценность для с/х. Для очистки сточных вод, достаточно широко применяемых в качестве удобрения, используют различные вещества: известняк, ионообменные смолы, синтетические сорбенты. Эффективными методами являются обратный осмос, вымораживание, электролиз. Некоторые микроорганизмы способны концентрировать некоторые металлы. Эта способность дает возможность получать медь, уран и другие металлы микробиологическим путем и тем самым очищать сточные воды от ТМ. Для ликвидации уже существующего загрязнения применяют материалы, связывающие ТМ в недоступные формы (органические и минеральные удобрения, известь, цеолиты, синтетические смолы и др.). рекомендуется также возделывать культуры, толерантные к загрязнению и не влияющие на здоровье людей или используемые в технических целях. Для сильно загрязненных территорий практикуют удаление загрязненного слоя с последующим извлечением ТМ путем перевода их соединений в подвижную форму и дальнейшего вымывания раствором FeCl3 в кислой среде. Внесение в почву солей железа способствует улучшению физического состояния: происходит агрегирование почв за счет склеивающего эффекта железогуматных комплексов. При завершении очистки проводят комплексное окультуривание почвы: известкование, внесение органических и минеральных удобрений, компенсирующих потери биогенных элементов при промывке. Менее дорогим приемом рекультивации почв является внесение веществ-инактиваторов, например, меркапто-8-триазин. При этом Cd, Pb, Hg и Ni прочно фиксируются в почве в нерастворимом и недоступном растениям виде. Элементы питания - Ca, Mg, K и другие - при этом не закрепляются. Недостатком этого приема является ограниченная емкость и инактивирующая способность веществ-инактиваторов. В основе химической мелиорации также лежит перевод ТМ в недоступное состояние, главным образом путем изменения реакции среды. В гумидных регионах с избыточным увлажнением достигается это с помощью известкования. Защитное действие извести проявляется в результате замены водорода в ППК на кальций. При этом происходит нейтрализация среды и образование коллоидов гидроксидов ТМ, находящихся в почвенном растворе. Важное место в детоксикации ТМ отводится органическим удобрениям, которые также снижают подвижность ТМ вследствие образования органо-минеральных соединений, обладающих низкой растворимостью. Однако при этом необходимо учитывать степень разложения органического вещества. Внесение в почву неразложившейся и слаборазложившейся соломы повышало подвижность ТМ при рН 8. Для снижения фитотоксичности ТМ можно использовать природные цеолиты, которые являются не только хорошими сорбентами, но и источниками элементов питания, а также веществами, улучшающими структуру почвы. В целях снижения опасности загрязнения почв ТМ значительную роль играют агрономические средства защиты, главным образом подбор сельскохозяйственных культур, использование различных частей растений с учетом неодинаковой способности их к накоплению ТМ и др.


39.Ваше представление об антропогенном загрязнении почв и методах его диагностики. Почвы загрязняются: ТМ, Пе, радиоактивно, диоксинами, микотоксинами. Методы: биологические – биоиндикация и инструментальные (ААС, хроматография, радиометрия).


35.Классификация и свойства ЭС. Принципы классификации. Биологическая регуляция геохимической среды. Экосистема (ЭС) – биосистема, включающая все совместно функционирующие организмы и взаимодействующая с физической средой, при этом осуществляющая непрерывный круговорот веществ и энергии между живой и неживой частями природы. ЭС=биотоп (нежив.) + биота (жив.) ЭС состоит из двух ярусов: автотрофный и гетеротрофный.

Выделяют 6 компонентов ЭС:

Неорганические вещества

Органически соединения

Воздушная, водная субстратная среда

Продуценты

Консументы

Редуценты

Классификация ЭС: микроэкосистемы (ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд), макроэкосистемы (континент, океан) и глобальная – биосфера. Крупная наземная ЭС – биом.


36.Использование метода инициированного микробного сообщества в экологических исследованиях. Способность почвенных микроорганизмов чутко реагировать на малейшие изменения окружающей среды и высокая ферментативная активность позволяют использовать их для индикации состояния экосистем и деградации токсичных соединений в них. Эта особенность почвенных микроорганизмов делает их незаменимыми в современных экологических исследованиях для ранней диагностики изменений, происходящих в экосистемах под воздействием токсичных веществ и их микробной трансформации. Из множества почвенно-экологических факторов: физических, химических, агрохимических и биологических - последние являются наиболее чувствительными, характеризующими физиологическое состояние растений в системе "почва - растение". Недостаток метода из-за высокой динамичности, пестроты значений в связи с неравномерностью распределения в толще почвы и слаборазвитой микробной систематики и идентификации видов. Высокая чувствительность показателя микробной биомассы, характеризующего состояние растений, объясняется адекватностью отражения интенсивности биологического круговорота в системе "почва - растение". Чем активнее состояние растений (чем моложе растения), тем интенсивнее протекают биохимические процессы. Это отражается на характере корневых выделений, которые являются пищевым и энергетическим материалом для населяющих почву микроорганизмов. Последние увеличивают свою численность, что в конечном итоге влияет на микробную продуктивность. Микроорганизмы, обладая исключительно высокой чувствительностью и большим видовым разнообразием, являются хорошими индикаторами состояния экосистем. Так, в условиях повышенного загрязнения биогеоценозов токсичными ТМ, переуплотнения почвы изменяется комплекс микробиологических показателей. Например, на участках повышенного антропогенного воздействия отмечается 7-10-кратное снижение численности аэробных гетеротрофных микроорганизмов. Изменяется также характер круговорота азота в системе "почва-растение" в результате почвенной микробиоты связывать атмосферный азот и использовать его в процессе ассимиляции. Микроорганизмам принадлежит основная роль в деградации токсикантов в почве, что обусловлено их высокой ферментативной активностью. Процесс деградации осуществляется либо путем перевода токсиканта в связанное состояние, либо превращением его в менее токсичное соединение. При этом микроорганизмы могут потреблять его в качестве ростовых и энергетических материалов. В использовании микроорганизмами пестицидов в качестве ростовых и энергетических субстратов, возможно, заключается радикальное решение детоксикации ксенобиотиков. Это положение подтверждает необходимость создания условий для нормального функционирования почвенной биоты с целью сохранения окружающей среды, здоровья Земли и обеспечения экологически чистой с/х продукции.


37.Понятие “память почвы”. Его научное и практическое значение.

"Память" почвы - один из составляющих компонентов процессов саморегуляции. За счет различных деградационных процессов у почвы наступает ухудшение "памяти", ей не из чего восстанавливать свое первоначальное плодородие. Человек должен помочь ей в этом, но почва должна сохранить память об образовании гумуса (необходимы растительные остатки и группы, разлагающие их). Продуценты, консументы , редуценты - все это "память" почвы. На все загрязнения, техногенные и деградационные процессы существует "память". "Память" почвы является одним из самых определяющих моментов в экологии. С этой точки зрения и рассматриваются различные ПДК, фоновые усредненные показатели и т.д. Для поддержания "памяти" почвы следует поддерживать естественное плодородие почвы (вермикультура, органические удобрения и т.д.).


40.Характеристика антропогенных воздействий на АЭС.

Выделяют несколько типов воздействия человека на ЭС:

Природоохранительная

Технократический оптимум

Экологический алармизм (опасность тревоги)

Паритетное развитие природы и общества.

(1) - сводится к ликвидации противоречий между природой и человеком путем сохранения структуры ландшафтов и обеспечении жизнедеятельности за счет возобновляемых ресурсов. (2) - возник от людей технического склада мышления, считающих, что с помощью техники можно решить все проблемы. Его также называют автотрофным питанием: производство пищи на химических предприятиях; превращение всех тропических лесов в с/х угодья; производство искусственного белка; развитие с/х за счет индустриализации, интенсификации и механизации; создание сверхпродуктивной искусственной почвы; создание биотехнологических монстров. (3) - 1968г., Рим - Римский клуб - идеология экологического алармизма: человек должен остановиться и переоценить все свои действия по отношению к природе. (4) - синдром экологического сознания: высшее осознание человека его отношения к природе.


41.Основные представления об экологии. Важнейшие экологические концепции. Экология – это наука об изучении отношений между организмами и всеми биологическими и функциональными факторами, в совокупности воздействующими на данные организмы и находящиеся под влиянием последних. Экология является теоретической базой охраны природы и изучает различные закономерности и законы при взаимодействии организмов и окружающей среды. Структура экологии:

Аутоэология – изучает экологию особей, то есть взаимодействие организмов с окружающей средой

Демэкология – экология популяций, их взаимоотношение с окружающей средой

Синэкология - экология сообществ, их взаимоотношение с окружающей средой

Экосистемная экология – изучает взаимоотношение сообществ с абиотической внешней средой.

Основные задачи экологии:

Разработка теорий функционирования систем

Оценка воздействия на структурно-функциональную организацию и динамику систем (всех иерархических уровней) внешних факторов, в том числе и антропогенных

Разработка теоретических основ конструирования устойчивых биогеоценозов с использованием моделирования и компьютеров

Разработка системы естественных тестов-индикаторов и критериев к наблюдениям за состоянием ЭС

Управление природными ресурсами

Объектами исследования экологии: являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.


42.Этапы развития биосферы.

Химическая эволюция:

образование из метана, циановодорода, водорода и других газов дезоксирибозы, рибозы и аминокислот;

полимеризация молекул.

Биологическая эволюция:

возникновение клетки;

появление многоклеточности;

бурный процесс видообразования;

возникновения фотосинтеза.

Основываясь на биологических учениях, Долло сформировал закон необратимости эволюции: организм не может вернуться хотя бы частично к предшествующему состоянию, которое было присуще его предкам. Основные тенденции:

постепенное увеличение общей биомассы и продуктивности;

увеличение информационной емкости биосферы;

увеличение числа геохимических барьеров и возрастание дифференцированной физико-географической структуры биосферы;

увеличение роли живого вещества и усложнение круговорота веществ;

трансформирующее воздействие человека (снижение биомассы, ее продуктивности и информационности, изменение характера аккумуляции солнечной энергии).


43.Понятие “качество с/х продукции”. Какими основными показателями его можно охарактеризовать.

Обеспечение населения продуктами питания является одной из главных задач с/х производства. Резкий спад продовольствия отмечается с 1990г. уровень падения в 1994г. составил от 30 до 60%. Общее количество продуктов питания в РФ 701,6 кг, а в передовых зарубежных странах - 959,9 кг. Вопрос не только в том, чтобы накормить население, но и в производстве экологически безопасной продукции. Эта проблема резко обострилась в последнее время с увеличением экологической напряженности. В обстановке глобального антропогенного загрязнения наибольшему отрицательному влиянию подвергается с/х. С продуктами питания человек получает от 70 до 90% загрязнителей. Примерно 6% детей рождается с отклонениями от генетического кода. Если эта цифра достигнет 11%, то человеку придет конец как виду. Качество продукции включает три основных показателя:

Пищевая ценность - полезность продукта для человека и содержание в нем ценных веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов и пр.).

Органолептические свойства - хороший внешний вид продукта: цвет, запах, консистенция.

Безопасность продукта (отсутствие содержания в допустимых пределах токсичных веществ).

В РФ только в 1989г. был учрежден документ "медико-биологические требования и санитарные нормы пищевых продуктов", в то время как в зарубежных странах существует закон об ответственности исполнителя за качество продукции. В РФ недавно (конец 1991г.) было принято решение вносить показатель санитарной безопасности во все виды продуктов. В начале 80-ых в Р были разработаны нормативы для поллютантов. Среди известных токсикантов наиболее опасными являются тяжелые металлы, остатки пестицидов, микотоксины, нитраты, кантометанты (антибиотики, гормональные и некоторые регуляторы роста растений), диоксины. +вопрос 17.


44.Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Трофическая структура и экологические пирамиды. Пищевая цепь – это механизм передачи энергии через ряд организмов, в котором каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему энергию и сырье. Место каждого звена в цепи – трофический уровень. Пищевые цепи: пастбищные (цепи выедания), паразитные, детритные. Трофическая сеть – совокупность 3-х пищевых цепей. Внутри каждой ЭС трофические сети имеют хорошо выраженную структуру, которая характеризуется природой и количеством организмов, представленных на каждом уровне различных пищевых цепей. Экологические пирамиды - графическое изображение взаимоотношений между организмами в ЭС, выражающее трофическую структуру ЭС в геометрической форме; высота пропорциональна длине рассматриваемой пищевой цепи, то есть числу содержащихся в ней трофических уровней, а форма отражает эффективность превращения энергии при переходе с одного уровня на другой. Существуют пирамиды численности, биомассы и энергии.


47.Распределение нитратов в с/х культурах. Определение содержания нитратов в различных биологических объектах.

Нитратное загрязнение. Нитраты - естественная форма, но нитратное загрязнение подразумевает превышение ПДК. Источники нитратов: овощи, фрукты, картофель, вода, молочные и мясные продукты, хлебобулочные изделия, лекарства, воздух. Симптомы действия:

Острая и подострая токсичность - бессимптомный цианоз, наоушение поведенческих реакций; гепоксия, тахикардия, нарушения ЦНС и снижение работоспособности; летальный исход, головокружение и потеря сознания.

Хронические отравления, концерагенное действие - морфологические изменения внутренних органов; снижение иммуно-биологической реактивности; рак желудка, все это приводит к снижению аппетита, исхуданию.

Эмбриотоксическое действие - снижение массы и роста тела новорожденного, рассасывание плодов, выкидыши.

Мутагенное действие - ? (американцы считают, что нитраты оказывают мутагенное действие, наши - только в комплексе с другими токсикантами).

Вопрос о допустимом содержании нитратов в дневном рационе до сих пор остается спорным. По различным данным ПДК по нитратам варьирует от 100 до 900 мг/100 кг живого веса. ВОЗ при ООН установила единую норму - 500 мг/сутки. Для грудного ребенка доза 10 мг/сутки считается токсичной; для крупного рогатого скота - 75-140 мг/кг ж.в.; для рыбоводческих хозяйств - 20 мг/л. Нитраты, восстанавливаясь до нитритов, взаимодействующих с гемоглобином, служат источником заболевания метгемаглобиния. Благодаря работам Ильницкого стало известно, что нитраты вызывают комплекс заболеваний: сердечно-сосудистой, нервной систем, ослабляют иммунитет и ряд других. Природный ингибитор нитратов - L-форма аскорбиновой кислоты.

48.Какие территории относятся к ЗЧЭС и ЗЭБ.

(ЗАКОН ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, Раздел VII)

Чрезвычайные экологические ситуации

Статья 58. Зоны чрезвычайной экологической ситуации

1. Зонами чрезвычайной экологической ситуации объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных.

Зоны чрезвычайной экологической ситуации объявляются постановлениями Верховного Совета Российской Федерации либо указами Президента Российской Федерации по представлению специально уполномоченных на то государственных органов Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды на основании заключения государственной экологической экспертизы.

В зоне чрезвычайной экологической ситуации прекращается деятельность, отрицательно влияющая на окружающую природную среду, приостанавливается работа предприятий, учреждений, организаций, цехов, агрегатов, оборудования, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека, его генетический фонд и окружающую природную среду, ограничиваются отдельные виды природопользования, проводятся оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов.

Финансирование мероприятий по оздоровлению зон чрезвычайной экологической ситуации производится, в первую очередь, за счет средств министерств и ведомств, предприятий, учреждений, организаций, непосредственных виновников деградации природной среды, аварий или катастроф, а также за счет целевых средств федерального и республиканского бюджетов.

Статья 59. Зоны экологического бедствия

Зонами экологического бедствия объявляются участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны.

Зоны экологического бедствия объявляются в том же порядке, что и зоны чрезвычайной экологической ситуации.

В зоне экологического бедствия прекращается деятельность хозяйственных объектов, кроме связанных с обслуживанием проживающего на территории зоны населения, запрещается строительство, реконструкция новых хозяйственных объектов, существенно ограничиваются все виды природопользования, принимаются оперативные меры по восстановлению и воспроизводству природных ресурсов и оздоровлению окружающей природной среды.

Финансирование мероприятий по оздоровлению зон экологического бедствия производится в порядке, установленном частью четвертой статьи 58 настоящего Закона.



Информация о работе «Агроэкосистема»
Раздел: Экология
Количество знаков с пробелами: 77807
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 0

Похожие работы

Скачать
35245
8
4

... доза при смертности 50 %). Разные организмы обладают различной чувствительностью к химическим веществам, поэтому время проявления тех или иных действий химических веществ для различных биосистем различно. IV. Экологический дисбаланс функциональных связей в агроэкосистемах. Увеличивается доля человека и домашних животных в биосфере. Если в 1886 году она составила 5% всей биомассы животных, то ...

Скачать
28847
0
0

... природы. Переход к поликультуре и щадящей почвообработке, использование при этом всех органических остатков на поле, наоборот, соответствовало бы тенденции развития природных биосферных процессов. Агроэкосистемы будущего должны быть многокомпонентными (поликультуры), обеспечивающими кроме высокой продуктивности максимальную плотность зеленого покрова планеты. Иногда говорят, что монокультуры в ...

Скачать
82725
4
1

... на: валовую – это общее количество созданного органического вещества, и чистую – это то, что осталось после расхода на дыхание и корневые выделения. По продуктивности экосистемы делятся на четыре класса: 1.   Экосистемы очень высокой биологической продуктивности – свыше 2 кг/м² в год. К ним относятся заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. 2.   Экосистемы высокой продуктивности – ...

Скачать
44068
4
0

... стабильный Более 0,66 стабильный Расчеты по КЭСЛ1 и КЭСЛ2 дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию. Коэффициент экологической стабилизации хозяйство «Хайтинское», Усольский район. Нестабильные элементы: Стабильные элементы: Fнст Сенокосы-418 Пашня-3662 га Пастбища ...

0 комментариев


Наверх