Калининградский государственный технический университет
Контрольная работа по экологии
Тема:
Популяция и ее признаки. Классификация природных ресурсов
Работу выполнила:
студентка группы 09-ЗБУ
Колб Н.А.
Шифр: 3178
2009 г.
Содержание
Введение
1. Популяция и ее признаки
2. Классификация природных ресурсов
Заключение
Список литературы
Введение
Все взаимосвязано со всем - гласит первый экологический закон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей среды. Каждый шаг человека по обычной лужайке - это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутых насекомых, изменяющих миграционные пути, а может быть, и снижающих свою естественную продуктивность. Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два-три поколения неизбежна.
Взаимодействие общества и природы перешагнуло грань прежнего равновесия еще в прошлом веке, а в настоящий момент уже невозможно обойтись без надлежащего правового вмешательства в данную сферу. В настоящее время, в период надвигающегося экологического кризиса на всей планете, всем ныне живущим необходимо решить задачи перехода от эксплуатации и завоевания Природы к ее сохранению и сотрудничеству с ней. В этих условиях экология человека приобретает особо важное значение, поскольку нормальные условия его существования прямо зависят от того, насколько человек вписывается в природу, способен познать ее законы и творчески использовать их в своей жизни. Все более интенсивно потребляя природные ресурсы с помощью колоссально возрастающих по своей мощи технических средств, человечество в прогрессирующей форме улучшало условия развития своей цивилизации и своего роста как биологического вида Homo sapiens. Однако, «завоевывая» природу, оно в значительной мере подорвало естественные основы собственной жизнедеятельности, что создало напряженную и во многих случаях кризисную ситуацию во взаимодействии человека и природы, чреватую большими опасностями для будущего цивилизации.
Популяция и ее признаки
В природе живые организмы существуют не в виде отдельных экземпляров, они живут группами, занимая отдельную территорию – ареал. Такие группы особей одного вида с общим генофондом, общей морфологией и единым жизненным циклом называют популяцией. Каждый вид состоит из одной или нескольких популяций, и популяция, таким образом, - это форма существования вида, его наименьшая эволюционирующая единица.
Популяция
(populus – от лат. народ, население) — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
Популяция – совокупность особей, входящая в состав определенной экосистемы. Так, все особи карася в одном озере, все березы или все ели в одном лесу образуют популяцию.
Для популяции характерна сильная, хотя и не абсолютная обособленность (изоляция) от других популяций этого вида, обеспечивающая большое генотипическое сходство составляющих ее особей. Вместе с тем у отдельных особей популяции возникают наследственные изменения, которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции и приводят к генетической разнородности составляющих ее особей. Неоднородность особей создает условия для действия естественного отбора.
Популяции, будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и другое. Кроме того, ей свойственна определенная организация: половая, возрастная, пространственно-этологическая и другие структуры.
Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Однако измерить общую численность некоторых популяций на практике бывает довольно трудно, поэтому пользуются понятием плотность популяции
. Это число особей приходящиеся на единицу площади или объема жизненного пространства. Зная плотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте, размножении и смертности популяции.
Популяции обладают способностью к саморегуляции
своей численности. С повышением плотности, скученности возрастает агрессия животных, повышается внутривидовая конкуренция, резко снижается плодовитость самок из-за частых контактов с сородичами. Вступают в действие другие факторы – хищники, паразиты, нехватка пищи. В результате численность популяции снижается. При низкой плотности, напротив, обилие корма способствует повышению плодовитости и выживания потомства.
Рождаемость
– число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения. Рождаемость различают абсолютную и удельную.
Абсолютная рождаемость
– это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная
– то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции). Согласно правилу максимальной рождаемости
в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей. Такая рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.
Смертность
– число особей, погибших в популяции за единицу времени. Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной
– количество особей, погибших за определенное время, так и удельной
. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма. Как правило, смертность высока на ранних стадиях развития, затем снижается и вновь возрастает к старости. Каждый организм характеризуется своей индивидуальной продолжительностью жизни, уровнем рождаемости и смертности.
На численность популяций также существенное влияние оказывает миграция особей.
Миграции
— закономерные перемещения животных между существенно различными, пространственно разобщенными средами обитания. Подобные переселения вызываются изменением условий существования в местах обитания или изменением требований животного к этим условиям на разных стадиях развития. Массовое перемещение особей между популяциями может изменить их структуру и основные свойства: предотвратить гибель популяции, находящейся на грани вымирания, или, наоборот, привести ее к резкому сокращению.
Миграции, суточные
и сезонные
, позволяют организмам использовать оптимальные условия среды в таких местах, где их постоянное проживание невозможно. Они приводят к освоению новых биотопов, расширению общего ареала вида, к обмену особей между популяциями, увеличивают единство и общую устойчивость вида, способствуют успеху в борьбе за существование.
При отсутствии миграции изменение численности популяции зависит от соотношения величины рождаемости и смертности Рост популяции –
этоизменение численности или биомассы популяции во времени.
Если рождаемость преобладает над смертностью,
величина популяции возрастает, в противном случае она будет иметь отрицательный рост. Обычно нарастание численности идет медленно – фаза положительного ускорения
, затем становится быстрым – логарифмическая фаза
, снова замедляется – фаза отрицательного ускорения
и наконец, наступает состояние, когда прибыль и убыль особей уравнивают друг друга – фаза равновесия
или стабилизации
.
Характер увеличения численности популяции может быть различным. Выделяют несколько типов роста популяций. Два из них показаны на рис.1, отображающем возрастание популяции во временном интервале. Кривые имеют J и S – образный вид. Параболической (J-образной
) кривой А описывается темп роста популяции, когда ее плотность увеличивается с возрастающей скоростью до тех пор, пока не начнет действовать фактор, ограничивающий рост (например, будут полностью использованы ресурсы питания или воздуха в замкнутом водоеме и т.п.). Кривая В (S – образная
) описывает события, когда рост популяции вначале увеличивается медленно, затем стремительно растет, но под влиянием сопротивления среды постепенно замедляется, и наступает равновесие или стационарное
состояние, когда число особей не увеличивается.Рис.1
Возрастная структура
– соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Абсолютный возрастной состав
выражает численность определенных возрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастной состав
выражает долю или процент особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и другое.
Соотношение возрастных групп в структуре популяции характеризуют ее способность к размножению и выживанию, и согласуется с показателями рождаемости и смертности. В растущих популяциях с высокой рождаемостью преобладают молодые, еще не репродуктивные особи, в стабильных – обычно это разновозрастные, у которых регулярно определенное число особей переходит из младших возрастных групп в старшие, рождаемость равна убыванию населения. В сокращающихся популяциях основу составляют старые особи, возобновление в них отсутствует или совсем незначительно.
В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную
– особи еще не способны размножаться, репродуктивную
– особи способны размножаться и пострепродуктивную
– особи уже не способные размножаться.
Возрастные группы могут быть подразделены и на более мелкие категории. Одна из наиболее известных классификаций
животных по возрасту Г.А. Новикова:
- новорожденные – до момента прозревания;
- молодые – подрастающие особи, "подростки";
- полувзрослые – близкие к половозрелым особям;
- взрослые – половозрелые животные;
- старые – особи, переставшие размножаться.
Возрастную структуру популяции выражают при помощи возрастных пирамид.
Половая структура
– соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов. Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причем соотношение самцов и самок не равно 1:1. В силу специфики физиологии и экологии, свойственной разным полам, в силу их разной жизнеспособности, влияния факторов внешней среды могут быть значительные различия в этом соотношении. И эти различия неодинаковы как в разных популяциях, так и в разных возрастных группах одной и той же популяции.
Принято выделять первичное
, вторичное
и третичное
соотношение полов в популяции. Первичное соотношение полов
определяется генетическими механизмами - равномерностью расхождения половых хромосом. Например, у человека XY-хромосомы определяют развитие мужского пола, а XX - женского. В этом случае первичное соотношение полов 1:1, то есть равновероятно. Вторичное соотношение полов
- это соотношение полов на момент рождения, среди новорожденных. Оно может существенно отличаться от первичного по целому ряду причин: избирательность яйцеклеток к сперматозоидам, несущим X- или Y-хромосому, неодинаковой способностью таких сперматозоидов к оплодотворению, различными внешними факторами. Третичное соотношение поло
в - это соотношение полов среди взрослых животных.
Пространственно-этологическая структура
– характер распределения особи в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и особенностей поведения вида. Большинство популяций имеет постоянную территорию.
Пространственная структура имеет важное экологическое значение. Прежде всего, определенный тип использования территории позволяет популяции эффективно использовать ресурсы среды и снизить внутривидовую конкуренцию. Эффективность использования среды и снижение конкуренции между представителями популяции позволяют ей укрепить свои позиции по отношению к другим видам, населяющим данную экосистему.
Другое важное значение пространственной структуры популяции состоит в том, что она обеспечивает взаимодействие особей внутри популяции. Без определенного уровня внутрипопуляционных контактов популяция не сможет выполнять как свои видовые функции – размножение и расселение, так и функции, связанные с участием в экосистеме – участие в круговоротах веществ, создание биологической продукции и так далее.
Выделяют три основных типа
распределения особей в пространстве:
- Равномерное
- особи размещены в пространстве равномерно, на один
- Конгрегационное
, или мозаичное
- то есть "пятнистое", особи размещаются в обособленных скоплениях;
- Случайное
, или диффузное
- особи распределены в пространстве случайным образом.
Равномерное
распределение характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних. Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу острую внутривидовую конкуренцию, как например, у хищных рыб.
Мозаичное
распределение проявляется в образовании группировок особей, между которыми остаются большие незаселенные территории. Характерно для популяций, обитающих в условиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, ведущих групповой образ жизни.
Случайное
распределение можно наблюдать только в однородной среде и только у видов, которые не обнаруживают никакого стремление к объединению в группы.
По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых
и кочевых
. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация на знакомой территории при поиске пищи или укрытия, возможность создать запасы пищи. К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.
Различают два типа социальной организации популяций: одиночную
(семейную) и групповую
. При одиночной
(семейной) организации территория принадлежит одной семье – самец, самка и их потомство. Члены семейства могут метить и строго охранять границы этой территории . Для других животных и растений характерно групповое
использование пространства. Такие животные образуют стада, стаи или колонии.
Природные ресурсы и их классификация
Природные ресурсы
(естественные ресурсы) - элементы природы, часть всей совокупности природных условий и важнейшие компоненты природной среды, которые используются, либо могут быть использованы, при данном уровне развития производительных сил для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства.
Природные ресурсы являются главным объектом природопользования, в процессе которого они подвергаются эксплуатации и последующей переработке. Главные виды природных ресурсов - солнечная энергия, внутриземное тепло, водные, земельные и минеральные ресурсы - являются средствами труда
. Растительные ресурсы, животный мир, питьевая вода, дикорастущие растения - являются предметами потребления
.
Под классификацией природных ресурсов
понимается разделение совокупности предметов, объектов и явлений природной среды на группы по функционально значимым признакам. Учитывая природное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение, разработаны следующие классификации природных ресурсов.
Природная
(генетическая) классификация
- классификация природных ресурсов по природным группам: минеральные (полезные ископаемые), водные, земельные (в т.ч. почвенные), растительные, (в т.ч. лесные), животного мира, климатические, ресурсы энергии природных процессов (солнечное излучение, внутреннее тепло Земли, энергия ветра и т.п.). Часто ресурсы растительного и животного мира объединяют в понятие биологические ресурсы
.
Экологическая классификация
природных ресурсов основана на признаках исчерпаемости и возобновимости запасов ресурсов. Понятием исчерпаемости пользуются при учете запасов природных ресурсов и объемов их возможного хозяйственного изъятия. Выделяют по данному признаку ресурсы:
неисчерпаемые
- использование которых человеком не приводит к видимому истощению их запасов ныне или в обозримом будущем (солнечная энергия, внутриземное тепло, энергия воды, воздуха);
почерпаемые невозобновимые
- непрерывное использование которых может уменьшить их до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация становится экономически нецелесообразной, при этом они неспособны к самовосстановлению за сроки, соизмеримые со сроками потребления (например, минеральные ресурсы);
почерпаемые возобновимые
- ресурсы, которым свойственна способность к восстановлению (через размножение или другие природные циклы), например, флора, фауна, водные ресурсы, В этой подгруппе выделяют ресурсы с крайне медленными темпами возобновления (плодородные земли, лесные ресурсы с высоким качеством древесины).
Хозяйственная
, когда природные ресурсы классифицируют на различные группы с точки зрения возможностей хозяйственного использования:
по техническим возможностям эксплуатации
выделяют природные ресурсы: реальные - используемые при данном уровне развития производительных сил; потенциальные - установленные на основе теоретических расчетов и предварительных работ и включающие помимо точно установленных технически доступных запасов еще и ту часть, которую в настоящее время нельзя освоить по техническим возможностям;
по экономической целесообразности замены
различают ресурсы заменимые и незаменимые. Например, к заменимым относят топливно-энергетические ресурсы – они могут быть заменены другими источниками энергии. К незаменимым принадлежат ресурсы атмосферного воздуха, пресные воды и пр.
Большую роль в развитии экономики играет с
тепень изученности природных ресурсов
: строение почвы, количество и структура полезных ископаемых, запасы древесины и ее ежегодный прирост и др. Среди природных ресурсов особую роль в жизни общества играет минеральное сырье, а степень обеспеченности природными ресурсами отражает экономический уровень государства. В зависимости от геологической изученности
минерально-сырьевые ресурсы подразделяются на следующие категории:
А – запасы, разведанные и изученные с предельной детальностью, точными границами залегания, и которые могут быть переданы в эксплуатацию.
В – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выявление основных условий залегания, без точного отображения пространственного положения месторождения.
C1 – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания.
С2 – запасы, разведанные, изученные и оцененные предварительно по единичным пробам и образцам.
Кроме того по экономическому значению
полезные ископаемые делятся на балансовые, эксплуатация которых целесообразна в данный момент, и забалансовые, эксплуатация которых нецелесообразна из-за низкого содержания полезного вещества, большой глубины залегания, особенностей условий работы и другое, но которые в перспективе могут разрабатываться.
Среди классификаций природных ресурсов, отражающих их экономическую значимость и хозяйственную роль, особенно часто используется классификация по направлению и видам хозяйственного использования
. Основной критерий подразделения ресурсов в ней - отнесение их к различным секторам материального производства или непроизводственной сферы. По этому признаку природные ресурсы делятся на ресурсы промышленного и сельскохозяйственного производства.
Группа ресурсов промышленного производства
включает все виды природного сырья, используемого промышленностью. В связи с многоотраслевым характером промышленного производства виды природных ресурсов дифференцируются следующим образом:
Энергетические
, к которым относят разнообразные виды ресурсов, используемых на современном этапе для производства энергии:
горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, битуминозные сланцы и др.)
гидроэнергоресурсы (энергия речных вод, приливная энергия и т.п.);
источники биоэнергии (топливная древесина, биогаз из отходов сельского хозяйства.);
источники ядерной энергии (уран и радиоактивные элементы).
Не энергетические ресурсы
, представляющие сырье для различных отраслей промышленности или участвующие в производстве согласно его техническим особенностям:
полезные ископаемые, не относящиеся к группе каустобиолитов (рудные и нерудные);
воды, используемые для промышленного производства;
земли, занятые промышленными объектами и объектами инфраструктуры;
лесные ресурсы промышленного значения;
биологические ресурсы промышленного значения.
Ресурсы сельскохозяйственного производства
объединяют те виды ресурсов, которые участвуют в создании сельскохозяйственной продукции:
агроклиматические ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений и выпаса скота;
почвенно-земельные - земля и ее верхний слой - почва, обладающая уникальным свойством продуцировать биомассу;
растительные биологические ресурсы - кормовые ресурсы;
водные ресурсы - воды, используемые для орошения и пр.
К ресурсам непроизводственной сферы
(непроизводственного потребления - прямого или косвенного) относятся ресурсы, изымаемые из природной среды – дикие животные, представляющие объекты промысловой охоты, лекарственное сырье естественного происхождения, а также ресурсы рекреационного хозяйства, заповедных территорий и др.
Соединение природной и экономической классификаций позволяет выявить возможность разнонаправленного использования различных природных групп ресурсов, а также их заменяемость, сделать выводы о задачах рационального использования и охраны отдельных видов. По взаимоотношениям видов использования
существует следующая классификация:
ресурсы однозначного использования;
ресурсы многоцелевого использования, в том числе взаимоувязанного (комплексного) использования (водные ресурсы), взаимоисключающего (конкурирующего) использования (земельные ресурсы).
Можно выделить и другие группы природных ресурсов. Например, источники однородных ресурсов (месторождения полезных ископаемых, земельные угодья, лесосырьевые базы и др.) подразделяются по величине запасов и хозяйственной значимости
. Условно выделяют:
крупнейшие (общегосударственного значения),
крупные (межрайонного и регионального значения),
небольшие (местного значения).
Разрабатываются также частные классификации
природных ресурсов, отражающие специфику их природных свойств и направлений хозяйственного использования. Примером такого рода служат различные мелиоративные классификации, группы рек по степени зарегулированности стока и др. Широко используется геолого-экономическая классификация
полезных ископаемых по основным направлениям их использования в промышленности:
топливно-энергетическое сырье (нефть, газ, уголь, уран и др.);
черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.);
благородные металлы (золото, серебро),
химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.);
техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.).
В рыночных условиях хозяйства практический интерес приобретает классификация природных ресурсов, учитывающая, в частности, характер торговли природным сырьем
. Например, можно выделить:
ресурсы, имеющие стратегическое значение, торговля которыми должна быть ограничена, поскольку ведет к подрыву оборонной мощи государства (урановая руда и др. радиоактивные вещества);
ресурсы, имеющие широкое экспортное значение и обеспечивающие основной приток валютных поступлений (нефть, алмазы, золото и др.);
ресурсы внутреннего рынка, имеющие, как правило, повсеместное распространение, например, минеральное сырье и др.
Заключение
Мы вынуждены сегодня признать, что тревожная экологическая ситуация сложилась во многих регионах нашей страны в результате некомпетентного хозяйствования, недостатка знаний и действий вслепую, потребительского отношения к природным богатствам. Значение охраны природы как неприемлемого условия выживания человечества и каждого человека сейчас осознается нашим обществом, однако, к сожалению, оно мало готово к последовательной и безусловной реализации природоохранных мер, причем не только из-за недостатка необходимых для этого средств, но и вследствие отсутствия экологической культуры населения.
Решение экологических проблем в огромной степени зависит от постановки экологического образования и воспитания подрастающих поколений. Они должны хорошо знать законы природы, понимать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественное течение различных процессов, иметь четкое представление о том, что природные ресурсы не бесконечны.
Список используемой литературы
1. А.Г. Исаченко, «География в современном мире». /1998 г.
Г. В. Стадницкий, А. И. Родионов. «Экология».
2. Газета «География». №3, №5 ,№6 /1999 г.
3. Щукин И. Экология для студентов вузов. Серия «Шпаргалки» - Ростов н/Д: «Феникс», 2005. - 224 с.
4. Экология, охрана природы, экологическая безопасность. Учебное пособие для системы профессиональной переподготовки и повышения квалификации госслужащих, руководителей и специалистов промышленных предприятий и организаций. Под общей редакцией проф. А.Т.Никитина, проф. МНЭПУ С.А.Степанова. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000. - 648 с.