Круговорот азота и структура экосистем

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОбРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»

Кафедра инженерной химии и промышленной экологии

Контрольная работа № 1 по экологии

Выполнила: Студентка группы МЗ - 45

Белоусова А.И.

Санкт-Петербург 2013

1. Биогенные элементы. Природный круговорот азота

Круговорот азота во многом своеобразен. Хотя в атмосфере содержится огромный запас азота (3,8 * 10 в степени 15 т) в водах Мирового океана - 2 * 10 в степени 13 т, однако атмосферный азот в форме N с индексом 2 не может быть использован большинство живых организмов.

В круговороте соединений азота чрезвычайно большую роль играют микроорганизмы: азотфиксаторы, нитрификаторы, денитрификаторы, которые способствуют биологической фиксации азота, т.е. переводят азот в усвояемую для живых организмов форму. Азотфиксирующие организмы суши ежегодно улавливают около 4,4 * 10 в 10 степени т азота, а в водной среде ежегодная биологическая фиксация его составляет 1,0 * 10 в 15 степени. В то же время, содержание азота в наземных организмах составляет 1,22 * 10 в 10 степени т, а в донных организмах - всего 0,025 * 10 в 10 степени т (в 50 раз меньше): В биосфере в целом фиксация азота из воздуха составляет в среднем за год 140 - 700 мг/м в квадрате. В основном это биологическая фиксация и лишь небольшое количество азота (в умеренных областях не более 35 мг/м в квадрате) фиксируется в результате электрических разрядов и фотохимических процессов.

В атмосферу азот возвращается вследствие денитрификации, которая осуществляется как при участии бактерий, так и в ходе химических реакций без участия организмов. Другие этапы круговорота также во многом зависят от деятельности бактерий, которые переводят азот из одним форм в другие.

Важнейший из этапов - разложение трупов растений и животных, в результате которого восполняется фонд неорганических соединений азота, доступных для использования растениями.

Круговорот азота в большинстве сообществ замкнутый, лишь небольшие количества этого элемента выносятся из наземных сообществ со стоком. Однако в масшабах всей биосферы реки выносят в океан около 30 млн. т азота в год.

2. Видовая структура экосистем. Роль редких видов в жизни экосистем

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом.

Под структурой биоценоза понимают достаточно четко выраженные закономерности в соотношениях и связях его частей. Она многопланова, поэтому при ее изучении обычно выделяют различные аспекты.

Видовая структура биоценоза - это разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. Можно различать бедные и богатые видами биоценозы.

Так, везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным для жизни, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества: тропические леса, долины рек в аридных районах и т.д. Напротив, в полярных арктических пустынях и северных тундрах при дефеците тепла, а также в безводных жарких пустынях сообщества сильно обеднены, поскольку лишь немногие виды могут приспособиться с таким неблагоприятным условиям.

Виды одного размерного класса, которые входят в состав конкретного биоценоза, сильно различаются по численности. Одни из них встречаются редко, другие настолько часто, что определяют внешний облик биоценоза, например, ковыль в ковыльной степи. В каждом сообществе можно выделить группу основных, наиболее многочисленных в каждом классе видов. Так, в дубраве - это дуб, в бору - сосна и т.д. В лесу, где произрастают десятки видов растений, только один или два дают до 90% древесины. Такие виды, преобладающие по численности, называются доминантными; они занимают ведущие, господствующие положение в биоценозе. Как правило, наземные биоценозы называют, исходя из доминантных видов: лиственный лес, ковыльные степи и т.д.

Виды, которые живут за счет доминантов, получили название предоминантов. Так, в упомянутом дубовом лесу это сойки, мышевидные грызуны, а также кормящиеся на дубе насекомые.

Однако не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. Среди них выделяются те, которые своей жизнедеятельностью в наиболььшей степени создают среду для всего сообщества и без которых поэтому существование большинства других видов невозможно. такие виды называют эдификаторами или средообразователями. Если удалить эдификатор из боценоза, происходит заметное изменение физической среды, в первую очередь микроклимата биотопа.

Важно отметить, что разнообразие биоценоза тесно связано с его устойчивостью: чем выше видовое разнообразие, тем стабильнее биоценоз.

Пространственная структура биоценоза определяется сложением его растительной части - фитоценоза, распределением наземной и подземной массы растений. В ходе длительного эволюционного преобразования, приспосабливаясь к определенным абиотическим и биотическим условиям, живые организмы в итоге приобрели четкое ярусное строение: надземные органы растений и подземные их части располагаются в нескольких слоев, по - разному используя и изменяя среду. Фитоценоз приобретает ярусный характер при наличии в нем растений, различающихся по высоте. Ярусно располагаются и подземные части растений. Так, корни у деревьев, как правило, проникают на большую глубину, нежели у кустарников.

Растения каждого яруса и созданный ими микроклимат способствуют образованию определенной среды для специфических животных. Поэтому возникают группировки растений и животных - популяции тесно связанных между собой организмов. Так, в почвенном ярусе, который заполнен корнями растений, обитают бактерии, грибы, насекомые, черви. В лесной подстилке живут насекомые, клещи, пауки, многочисленные микроорганизмы. Более высокие ярусы занимают растительные насекомые, птицы, млекопитающие и другие животные. Интересно, что даже свободно перемещающиеся в пространстве птицы стремятся придерживаться строго определенного яруса.

Итак, ярус можно представить как структурную единицу биоценоза, которая отличается от других частей его определенными экологическими условиями и набором растений, животных и микроорганизмов. В каждом ярусе складывается своя, подчас очень сложная, система взаимоотношений составляющих его компонентов.

Экологическая структура биоценоза. Каждый биоценоз складывается из определенных экологических групп организмов, которые могут иметь неодинаковый видовой состав, хотя и занимают сходные экологические ниши. Так, в лесах преобладают сапрофаги, в степных зонах - фитофаги, в глубинах Мирового океана - хищники и детритоеды.

Следовательно, экологическая структура биоценоза представляет его состав из экологических групп организмов, которые выполняют в сообществе определенные функции. Подчеркнем, что экологическая структура биоценоза в сочетании с видовой и пространственной служит его макроскопической характеристикой. Это обобщенная крупно - плановая характеристика сообществ, позволяющая ориентироваться в свойствах биоценоза при планировании хозяйственных мероприятий, прогнозировать последствия тех или иных антропогенных воздействий, оценивать устойчивость системы.

3. Основные принципы и статус государственной экологической экспертизы

Понятие экологической экспертизы.

При осуществлении различных проектов, особенно крупномасштабных, важно предусмотреть все возможные негативные воздействия планируемой хозяйственной деятельности на природные экосистемы, элементы техносферы и, естественно, здоровье самого человека. Поэтому почти одновременно с оценкой риска отдельных инженерных систем и сооружений (например, мостов) формировалась процедура, получившая название « оценка воздействия на окружающую среду» (ОВОС) или, как ее часто называют, « экологическая экспертиза».

Сегодня экологическая экспертиза является важнейшим инструментом государственной политики в области охраны ОПС и управления природопользованием в РФ. Работы по ее проведению и оценке риска хозяйственной деятельности базируется на Законе РСФСР «Об охране окружающей природной среды» (1991) и Федеральном Законе « ОБ экологической экспертизе». экологический экосистема биоценоз азот

Согласно последнему, « экологическая экспертиза - это оценка уровня возможных негативных воздействий намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду и природные ресурсы».

Заявленнная цель экологической экспертизы определяет и ее главную функцию: определение экологической обоснованности как только намеченных, так и уже принятых решений (для их корректировки и даже отмены, если реализация таковых может повлечь за собой негативные воздействия на здоровье населения и качество среды обитания).

Основные принципы экологической экспертизы.

Принципами проведения экологической экспертизы являются:

- презумпция потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной или иной деятельности (поэтому инициатор любой деятельности должен предварительно доказать ее экологическую безопасность);

- первоочередность проведения государственной экологической экспертизы (только при получении ее выводов принимается решение о реализации объекта хозяйственной или иной деятельности);

- комплексность оценки воздействия на ОПС и ресурсы намечаемой хозяйственной или иной деятельности;

- обязательность учета всех требований, установленных законодательством РФ в области охраны ОПС;

- независимость и беспристрастность экспертов при проведении экспертизы и ответственность за качество заключения;

- научная обоснованность, объективность и законность заключений;

- договоренность и полнота документации, представляемой на экологическую экспертизу;

- ответственность должностных лиц, гласность проведения экологической экспертизы, учет общественного мнения по объекту экспертизы.

На уровне принятия решения: быть или не быть реализованным намечаемому виду деятельности обязательно придерживаться двух принципов:

- пока не доказана безвредность любого проекта], на него должен быть наложен запрет. Таким образом, экологической экспертизе придается императивный характер.

- из всех видов безопасности приоритет должен быть отдан медико - биологической безопасности, т.е. обеспечение здорового и безопасного существования есть не обсуждаемая ценность.

В последние годы развивается качественно иной подход к экологической экспертизе: ее основополагающим критерием становится степень риска нанесения ущерба окружающей среде. Это связано с тем, что прежняя концепция экологической безопасности, которая основывалась на критериях ограничения содержания вредных химических веществ (ПДК, ПДВ, ПДС), должна уступить место концепции экологического риска. Согласно этой концепции, полностью устранить отрицательные воздействие проектируемого объект на экосистемы и здоровье населения невозможно. Поэтому принятие оптимального (с точки зрения охраны природы) решения означает экономически и социально обоснованную минимизацию указанного отрицательного воздействия.

Объектами экологической экспертизы являются:

- проекты и технико - экономические обоснования (ТЭО) строительства и эксплуатации хозяйственных сооружений, а также действующие предприятия и комплекты;

- нормативно - техническая документация на создание новой техники, технологий, материалов, а также работающее оборудование;

- проекты нормативных и административных актов, а также действующее законодательство.

При этом определены 15 наиболее опасных видов хозяйственной деятельности, которые требуют особого внимания и проведения специальных исследований. В их числе: атомная промышленность, энергетика, металлургия, нефтехимия, нефте - и газопроводка, химическая промышленность, добыча полезных ископаемых; транспорт нефти и газа и продуктов их переработки, производство целлюлозы и бумаги, картона; производство, хранение, транспортировка и уничтожение боеприпасов, взрывчатых веществ и ракетного топлива; транспортировка, хранение, утилизация, захоронение токсичных и ядовитых отходов, животноводческие комплекты, птицефабрики, пелиотивные системы, крупные склады для хранения нефтяных, химических продуктов, ядохимикатов и песгицидов.

Государственная экологическая экспертиза (ГЭЭ) представляет собой, с одной стороны, самостоятельных вид экологического контроля, который государство оставляет за собой, а с другой - в определенной степени может рассматриваться как составная конкретная часть экологического прогнозирования, оценки воздействия того или иного вида хозяйственной деятельности на ОПС.

Детальная перечень объектов, которые подлежат ГЭЭ, установлен ст. 11 Закона РФ « Об экологической экспертизе». Это, в частности, проекты комплексных федеральных социально - экономически, научно - технических и иных программ, при реализации которых может быть оказано серьезное воздействие на ОПС; проекты схем развития отраслей народного хозяйства, в т.ч. промышленности; проекты генеральных схем расселения, природопользования и территориальной организации производственных сил РФ, а также субъектов РФ и крупных регионов; проекты международных договоров; проекты правовых актов РФ (законы, указы Президента), реализация которых может привести к негативных воздействиям на ОПС и т.п.

Экспертом государственной экологической экспертизы является специалист, обладающий научными и практическими познаниями по рассматриваемому во­просу, привлеченный в установленном порядке к проведению государственной экологической экспертизы. Экспертом государственной экологической экспер­тизы не может быть представитель заказчика документации, подлежащей госу­дарственной экологической экспертизе, или разработчика объекта государствен­ной экологической экспертизы, гражданин, состоящий с указанным заказчиком или с разработчиком в трудовых или иных договорных отношениях, а также представитель юридического лица, состоящего с указанными заказчиком или с разработчиком в таких договорных отношениях.

Размещено на Allbest.ru