Биология. Учебник для 11 классов средних общеобразовательных
 Скачать 5.71 Mb.
|
|
§ 21. ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ Вспомните, чем обусловлено разнооб разие природных биогеоценозов и какие факторы являются условиями устойчивости природных экосистем. Искусственные экосистемы – это антропогенные экосистемы. В процессе исторического развития человек постепенно преобразовывал природу для своих нужд. Хозяйственная деятельность привела к частич- ной замене природных экосистем антропогенными – агроэко системами и урбаноэкосистемами, структура которых создается, поддер жи вается и контролируется человеком в своих интересах. Искус ствен ные экоси- стемы не способны к самовозобновлению, саморегу ли ро ва нию, крайне неустойчивые и не могут существовать в течение продолжительного времени без вмешательства человека. Они используют энергию Солнца и дополнительную энергию, пос- тавляемую человеком. Моделью различных искусственных экосис тем являются аквариумы, горшки с цветами. Урбаноэкосистемы (урбоэкосистема – от лат. urbs – город) искус- ственно созданные и поддерживаемые человеком экосистемы, возникаю- щие в результате создания поселений человека. К ним относятся горо- да, поселки и урбанизированные людьми участки земли. В состав урбоэкосистем входит: природные компоненты (воздух, вода, почва, растения, животные, грибы, микроорганизмы) и компонен- ты, созданные человеком (промышленные предприятия, архитектурно- строительные объекты, транспорт, жилые здания и т. д). Второй компонент оказывает существенное влияние на абиотическую и биотическую среды городских экосистем. Воздух многих крупных городов из-за выбросов промышленных предприятий и автотранспорта содержит значительное количество пыли, углекислого и угарного газов, что является причиной уменьшения видового разнообразия растений и животных. На городскую среду оказывает серьезное влияние электро- магнитное и шумовое загрязнение, вызванное работой антенн, линий электропередач и др. Они отпугивают диких животных и оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Городская флора состоит из зеленых насаждений, в составе которых есть виды, устойчивые к недостатку влаги в почве и повышенному содержанию солей (тополь, каштан конский, клен, акация, гледичия), поглощают из городского воздуха углекислый газ, выделяют кислород и 115 летучие вещества – фитонциды, убивающие болезнетворные бактерии. Главное значение растений, растущих в городах, – не производство органического вещества, а регулирование газового состава атмосферы. Растения города поглощают шум и выполняют роль живого фильтра, задерживающего пыль и различные химические соединения. В городах обитают животные, способные существовать рядом с человеком. Среди них птицы (голуби, воробьи, вороны, ласточки, сквор- цы и др.), грызуны (крысы, мыши, белки), насекомые (клопы, моль, мухи, тараканы и др.). Задачи экологического ориентированного управления городскими эко- сис темами связаны с совершенствованием технологий производства про- мыш ленных предприятий, экологизацией коммунального хозяйства и транспорта. Решаются задачи по уменьшению энергопотребления городов за счет установок солнечных коллекторов. Кроме того ведутся работы по оптимизации расхода электроэнергии в хозяйстве и на промыш ленных предприятиях. Воп росы расходования воды и соответственно очистки загрязненных стоков, уменьшения количества, хранения и переработки твердых бытовых отходов, так же являются актуальными. Агроэкосистемы. Агроэкосистемы (гpeч. agros – поле) – искус- ственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, Пшеничное поле Хлопковое поле Сад Пастбище Рис. 33. Агроценозы. 116 виноградники и т.д. Основой агроэкосистем являются агроценозы. Агроценозы – биоценозы на землях сельскохозяйственного пользова- ния, созданные с целью получения сельскохозяйственной продукции. Они регулярно поддерживаются человеком, обладают высокой продук- тивностью (урожайностью) одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных (рис.33). В отличие от урбаноэкосистем, существенную часть агроэкосистем составляют автотрофные компоненты – зеленые растения. Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем (лес, луг), работаю щих только на энергии Солнца. Они получают дополнительную энергию в виде удобре- ний, орошающей воды. Эти системы производят продукты питания, эти продукты превращаются в товар, играющий важную роль в экономике. Основными элементами агроэкосистем являются: культурные растения, высеянные или высаженные человеком, сорные растения, микроорганизмы культурных и сорных растений (например, клубеньковые бактерии на кор- нях бобовых, связывающие свободный азот воздуха, микоризообразующие грибы на корнях высших растений, бактерии, грибы, водоросли, свободно живущие в почве, беспозвоночные и позвоночные животные (рис.34). Повышение плодородия агроэкосистем требует большого расхода энер- гии на производство горючего, химических веществ, эксплуатацию машин. Зачастую количество затрачиваемой энергии превышает коли чество энер- гии, содержащейся в пищевых продуктах, что приводит к снижению рен- табельности агроэкосистем в условиях экономического кризиса. Искусственно создаваемые экосистемы требуют постоянного наблю- дения. Агроэкосистема, состоящая из определенного вида (нап ример, из хлопчатника), может приносить временную экономическую выгоду. Рис.34. Круговорот веществ и энергии в агроэкосистемах. Солнечная энергия Удобрения Детрит Урожай Органические вещества продуцентов Органические вещества консументов 117 Однако монокультура хлопчатника на очень больших площадях при- водит к изменению структуры почвы, ее стерилизации, размножению вредителей и, в конце концов, к гибели экосистемы. Внедрение сево- оборотов, введение в экологическое сообщество дополнительных ком- понентов, например насекомоядных (энтомофагов) и опыляющих пчел, способствуют стабилизации экологической системы. Для повышения плодородия таких естественных экосистем, как пустыни, луга и степи, которые являются пастбищами, можно использовать посев высокоурожайных трав, удобрения и искусственное орошение почвы. Дальнейшее повышение экономической эффектив- ности агроценозов требует использования индустриальных техноло- гий обработки посевов, применения методов генной инженерии и биотехнологии для создания новых сортов растений и их гибридов. Космические экосистемы. Космический корабль, предназначенный для длительных путешествий, представляет собой миниатюрную эко- систему, включающую человека. В настоящее время все космические корабли снабжены модулями жизнеобеспечения запасающего типа. В них частично осуществляется регенерация воды и воздуха физико- химическими методами. Космические корабли должны быть снабжены системами полной регенерации всех жизненно важных абиотических компонентов (факторов), позволяющих их многократное использование. Таблица 3 Сравнительная характеристика природной и искусственной экосистем Природная экосистема Антропогенная экосистема Первичные, естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции Вторичные, трансформированные человеком искусственные элементы биосферы Для природных экосистем характерен естественный отбор Главным направлением отбора агро- экосистемы является искусственный Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов Упрощенные системы с господством популяций одного вида растений и животного Разнообразие экологического состава фитоценоза обеспечивает устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией Устойчивость продуктивности ниже, чем в естественных экосистемах. Характеризуются непостоянством структуры их биомассы 118 Первичная продукция используется консументами, редуцентами и участвует в круговороте веществ Часть веществ в агроценозах безвоз- вратно изымается для удовлетворения потребностей человека Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию Кроме солнечной энергии, потребляет энергию дополнительного топлива Формирует плодородную почву Истощает плодородные почвы Постепенно накапливает и очищает воду Расходует много воды, загрязняет ее Обладает способностью самосохранения и самовосстановления Требует больших затрат для постоян- ного поддержания и восстановления Ключевые слова: антропогенные экосистемы, агроэкосистемы, урбоэко- система, агробиоценоз, монокультура. Вопросы и задания. 1. Сравните агроэкосистемы и природные экосистемы. В чем их различие? 2. Перечислите основные отличия агроэкосистем от биогеоценозов. 3. Чем урбоэкосистема отличается от биогеоценоза? 4. С какой целью человек создает агробиоценозы и агроэкосистемы? 5. Почему в агроэкосистемах круговорот веществ неполный и незамкнутый? 6. Отнесите перечисленные ниже объекты к природным экосистемам или к агроэкосистемам: океан, огород, степь, озеро, парк, альпийский луг, яблоневый сад, тропический лес, пшеничное поле. Выскажите свое мнение. 1. Объясните, почему агроэкосистемы неустойчивы и быстро разрушаются без поддержки человека. Предложите пути повышения их устойчивости. 2. Объясните, почему в агроэкосистемах насекомые-вредители могут достигать высокой численности, а в природных экосистемах их чис- ленность относительно постоянна. Объясните, каковы преимущества использования биологических методов сокращения их численности по сравнению с химическими методами. 3. Каковы особенности городской флоры и фауны? Назовите основных ее представителей. Какие особенности образа жизни позволяют этим организмам существовать в городских условиях? Как могли появиться такие приспособления? 4. Каково значение зеленых насаждений и животных для городской среды? 5. Предложите рекомендации по озеленению пришкольной территории. 119 Задания для самостоятельной работы. 1. Заполните таблицу. Критерии сравнения Естественные экосистемы Искусственные экосистемы Биологическое разнообразие Замкнутость круговорота веществ Необходимость поступления веществ извне Количество трофических уровней Необходимость дополнительной энергии Процессы саморегуляции Стойкость Действующий отбор Примеры 2. Напишите в таблице отличительные и сходные признаки природной и антропогенной экосистем. Арчовый лес Сходные признаки Хлопковое поле § 22. УСТОЙЧИВОСТЬ БИОГЕОЦЕНОЗОВ Вспомните, как называется способ ность непрерывно поддержи- вать свою структуру и характер связей между элементами и их функционирование. Почему устойчивость экосистем обеспечивает- ся высоким видовым разнообразием? Устойчивость экосистем. Природные экосистемы имеют собствен- ные законы строения, функционирования и развития. Длительность су- ществования каждой экосистемы поддерживается прежде всего за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консумен- тами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды. Устой- чивость экосистем – это способность экосистем сохранять структуру и нормальное функционирование при изменениях экологических факторов. 120 Видовое разнообразие – также один из факторов устойчивости экосис- тем к неблагоприятным факторам среды. Адаптации организмов к изме- нениям факторов среды обитания в определенной степени обеспечивают устойчивость экосистем. Устойчивость экосистемы обеспечивается также разнообразием трофи- ческих связей организмов, входящих в ее состав. Бедные видовым раз- нообразием сообщества неустойчивы. Чем разнообразнее видовой состав биогеоценоза, тем больше у него возможностей сохранить устойчивость. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существова- ния. Поэтому чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больше шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяю- щих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции. Время, необходимое для восстановления попу- ляции, будет зависеть от скорости размножения особей, так как изме- нение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении. Способность экосистемы к саморегуляции и поддержанию динами- ческого равновесия называется гомеостазом. Гомеостаз экосистемы выражается в способности сохранять постоянство видового состава и численности особей, поддерживать относительную стабильность и це- лостность генетической структуры в меняющихся условиях внешней среды. Нарушение природных цепей питания под воздействием антропо- генного фактора, нерациональное вмешательство человека в экосистемы могут привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем. Изменения среды, изменения численности видов, выпадения типич- ного вида из сообщества или вселения в него нового вида, играющего особую средообразующую роль, приводят к потере устойчивости этого биогеоценоза и даже его замене другим биогеоценозом. Смена биогеоценоза. Наблюдая за каким-либо биогеоценозом в течение ряда лет, можно заметить, что он не остается неизменным. В результате изменения абиотических и биотических факторов среды, существующие в экосистеме популяции начинают вымирать. Новые условия среды становятся непригодными для их существования. Сила воздействия экологических факторов выходит за пределы выносливости популяций. Вместо них заселяются новые популяции, для которых эти условия благоприятны. Это приводит к смене одного биоценоза другим с 121 новым набором видов. В результате происходит смена всей экосистемы. Явление, при котором один биогеоценоз со временем заменяется другим, называют сменой биогеоценоза или сукцессией. Сукцессия (от лат. successio – преемственность, последовательность) – закономерная, последовательная смена одних экосистем другими на опре- деленной территории под влиянием направленного изменения природных факторов или деятельности человека. Выделяют два типа сукцессий – первичные и вторичные. Первичные сукцессии начинаются на участках, лишенных почвы и растительности. Например, на застывшей лаве после извержения вулка- нов, на песчаных дюнах, на голых скалах. Устойчивый биогеоценоз образуется в результате поэтапно за- меняющих друг друга предшествующих ему биогеоценозов. Эту цепь сменяющих друг друга экосистем называют сукцессионным рядом или серией биогеоценозов. В них каждая, конкретно выраженная эко система, является определенной стадией формирования конечного (коренного) сообщества. Экосистема, в которой достигается равно- весное состояние сообщества и окружающей среды, называется кли- максовой стадией или климаксом (от греч. klimax – зрелая ступень). Достижение климаксовой стадии занимает длительный период (столе- тия и тысячелетия). Зрелая климаксовая экосистема обладает высокой устойчивостью. Чем больше видов в экосистеме и сложнее трофические связи между ними, тем устойчивее экосистема. При высоком видовом разнообразии консументы имеют широкую сеть пищевых ресурсов. В случае недостат- ка или отсутствия одного вида корма они способны переключиться на другой источник питания. Это дает возможность недостающему корму восстановиться. Так устанавливается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями в условиях постоянных из- менений среды. Круговорот веществ и поток энергии в нем сбалансиро- ваны, одни организмы используют продукты жизнедеятельности других. Климаксные сообщества способны к длительному самоподдержанию в соответствующем диапазоне существующих условий среды. Типичными примерами климаксовых экосистем являются тундра, тайга, степь. Примером формирования устойчивого коренного биогеоценоза путем последовательно сменяющихся стадий может служить появление лесов (рис.35). На голых скалах острова, образовавшегося в результате вулка- 122 Рис. 35. Развитие лесного биогеоценоза. нического извержения, вначале поселяются наземные водоросли и ли- шайники. В результате замерзания и оттаивания воды, скапливающейся в расщелинах, действия кислот, выделяемых, лишайниками разрушает- ся материнская порода и происходит образование почвенного слоя. От- мирающие лишайники обогащают образующуюся почву органическими остатками. Впоследствии на этом месте появляются мхи. Одновременно с лишайниками и мхами территорию заселяют мелкие насекомые, па- уки и другие беспозвоночные животные. Далее становится возможным прорастание занесенных ветром семян однолетних и многолетних трав. Увеличивается видовой состав и численность беспозвоночных живот- ных. С накоплением в почве перегноя и повышением ее влажности постепенно формируются луга, заселяемые различными позвоночны- ми животными, птицами и млекопитающими. Появляются кустарники, затем деревья, богаче становится животный мир. Таким образом фор- мируются лес. Главная роль в этой сукцессии принадлежит растениям, так как они вызывают изменения в почве. Вторичные сукцессии идут на территории, где были нарушены уста- новившиеся связи между популяциями в уже сложившихся сообще- ствах. Вторичной сукцессией является восстановление лугов и лесов после пожара, засухи, наводнения, эрозии. Такие сукцессии протекают быстрее, чем первичные, так как в нарушенных сообществах сохра- няют семена, споры, подземные органы растений, покоящиеся стадии насекомых и др. Благодаря этому начальные стадии вторичных сукцес- сий менее продолжительные, чем у первичных. Большинство вторич- ных сукцессий вызваны деятельностью человека, поэтому их называют антропогенными сукцессиями. 1–10 лет 10–25 лет 25–100 лет 100 лет – 123 Таким образом, в результате сукцессий возникает все биологическое разнообразие природных сообществ на нашей планете. Ключевые слова: устойчивость экосистемы, саморегуляция, саморазви- тие, первичные сукцессии, вторичные сукцессии. Вопросы и задания. 1. Охарактеризуйте основные свойства биогеоценозов. Какие процессы в при- роде обусловлены проявлением этих свойств? Приведите примеры. 2. В чем состоят циклические изменения в биогеоценозах? Приведите приме- ры суточных, сезонных и многолетных изменений. Каковы их причины? 3. Что такое климаксовая стадия сукцессии? 4. Проанализируйте механизмы первичной и вторичной сукцессий. Чем пер- вичные сукцессии отличаются от вторичных? Приведите примеры первич- ных и вторичных сукцессий. 5. Укажите, какие из перечисленных ниже сукцессий являются первичными, а какие – вторичными: восстановление луга после пожара, превращение во- доема в болото, появление леса на месте вулканической лавы, превращение луга в пустырь, зарастание песчаной дюны. Выскажите свое мнение. 1. Составьте экологический прогноз протекания первичной сукцессии на месте застывшей вулканической лавы. 2. Опишите конкретную антропогенную сукцессию. 3. Используя дополнительную литературу и Интернет, выясните, какие зрелые сообщества характерны для вашей местности. § 23. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА Назовите виды человеческой деятельности, приводящие к измене- ниям природы как среды обитания других организмов, и непосред- ственно влияющие на их жизнь. Человек в окружающей среде, с одной стороны, является объектом взаимодействия экологических факторов, с другой – сам оказывает воз- действие на среду. В 20-х годах ХХ века появилась наука, изучающая взаимоотношения человека с окружающей средой – экология человека (антропоэкология). Экология человека изучает происхождение антропо- экологических систем, их жизнедеятельность и закономерности развития. Антропоэкология является сферой экологических, социально- экономических знаний, и разрабатывает рекомендации для нормальной 124 жизнедеятельности человека, удовлетворения различных потребностей и повышения его жизненного уровня. Антропоэкологические системы – это общество людей, находящихся в динамичном равновесии со средой, и удовлетворяющих свои потреб- ности через эти отношения. Основным отличительным признаком антропоэкологических систем от естественных экосистем является наличие в их составе человеческого об- щества. Активность человеческого общества, проживающего на конкрет- ной территории, определяется степенью его воздействия на окружающую среду. Развивающее общество, вместе с увеличением количества населе- ния, также характеризуется и увеличением потребности на продоволь- ственные продукты, сырье, водные ресурсы, переработке отходов. Это в свою очередь, повышает воздействие человека на природную среду, уско- ряет использование биотических и абиотических факторов. Человек, являясь объектом воздействия экологических факторов, сам также влияет на среду. Своеобразность человека в качестве экологичес- кого фактора состоит из следующих: 1. Человек оказывает на природу целевое и осознанное воздейст- вие. Приводит природу в соответствие со своими потребностями и командует над ней. В результате возможности человека сильно расши- ряются, он обладает потенциалом для занятия любого экологического пространства планеты. 2. Любой биологический вид обладает ограниченным энергетическим ресурсом. Поэтому возможности их воздействия на природу незаметны. Человек сильно воздействует на природу. Зеленые растения пользуются солнечной энергией, другие организмы – энергией органических веществ пищевой степени, появившейся ранее себя. Человек в процессе своей деятельности создает очень сильные источники энергии (ядерные и термоядерные реакции) и использует их. 3. Своеобразность человека в качестве экологического фактора обуславливается тем, что его деятельность носит активный, творческий характер. Возможность создания вокруг себя искусственной среды также выделяет человека от остальных экологических факторов. В изучении экологии человека огромное значение имеют воздействие биогеографических свойств среды на биологическую изменчивость популяции человека, вопрос здоровья человека в антропоэкологических системах. Антропоэкология в широком масштабе изучает формирование антро по - экологических систем, закономерности жизни и развития, а также 125 нормы здорового образа жизни человека, факторы (физические, химические, биологические, социальные), влияющие на его здоровье. К физическим факторам, влияющим на здоровье человека, относятся температура воздуха, влажность, давление, солнечная радиация, освеще- ние, электромагнитное напряжение и поле, шум. К химическим факторам, воздействующим на здоровье человека от- носятся почва, вода, различные токсины, излишки концентрации соли и кислотности в пищевых продуктах, лекарства, нефтепродукты, увеличе- ние в атмосфере количества ядовитых газов. К биологическим факторам можно отнести – факторы, рождающие болезни, экто и эндопаразиты, ядовитые растения, воздействие вредных насекомых. Социальные факторы занимают важное место в жизни человека, к ним могут относится объем и удобность жилья, социальная среда в семье, количество продуктов, правильная организация труда и отдыха. В антропоэкологических системах взаимное воздействие человека и природной среды осуществляются в следующих направлениях: 1. Человек развивается через использование природных богатств и благ, также меняются биологические и социальные показатели общества. 2. Человек, изучая законы природы, в целях удовлетворения своих потребностей, разумно изменяет окружающую среду. Энергетические источники каждого индивида, существующего в приро- де, ограничены. Человек, в целях увеличения энергетических источников своим разумом, в результате строительства тепловых, электро- и атомных станций, использования солнечной энергии, осуществляет эффективные работы по улучшению своей жизнедеятельности и уровня жизни. Используя природные ресурсы, человек отличается от других орга- низмов и экологических факторов тем, что он умеет создавать необхо- димую для своих нужд искусственную среду. Человек, с одной стороны, живет под воздействием экологических фак- торов, с другой стороны, он сам воздействует на внешнюю среду в ка- честве экологического фактора, и характеризуется обладанием творческой деятельности. Воздействие человека на природу в качестве экологического фактора происходит сознательно, целенаправленно. Он в процессе трудо- вой деятельности образует искусственную жизненную среду. Место при- родных экосистем из-за человеческого фактора занимают искусственные экосистемы. Хозяйственная деятельность человека осуществляется с изме- нением физического состояния и химического состава климата, атмосфе- ры, водных бассейнов, структуры почвы и других. 126 Для человека одним из основных факторов внешней среды является пища. Пищей дополняется израсходованная энергия в организме, обеспе- чивается клеточный и пластический обмен. Для человека за сутки не- обходимо не менее 2500 ккал энергии, что дополняется, в основном, за счет углеводов, жиров и белков. Легко усваиваемые животные и рыбные продукты являются основными источниками белка. Пища должна быть качественной, калорийной, в ее составе кроме углеводов, жиров и бел- ков, в достаточном количестве должны содержаться витамины (особенно витамины, не синтезируемые в организме человека). Для организма также необходимы минералы (Na, K, Ca, Mn, C, S, P и др.), входящие в состав активизирующих ферментов белков и биологически активных веществ Недостаток в составе пищи необходимых веществ станет причиной нарушения физиологического состояния организма. Например, недоста- ток в пище белка и витаминов станет причиной замедления роста и раз- вития организма. На континентальных регионах, расположенных далеко от океанов, например, в Центральной Азии, имеется недостаток йода и во внешней среде и в пище. В результате нарушается деятельность щи- товидной железы. Для предотвращения подобных нарушений в состав поваренной соли обязательно необходимо добавлять йод. Приспособление человека к экологической среде. Адаптивные типы. Факторы природной и искусственной среды всегда оказывают воздействие на человека. В период эволюции человека, в результате экологического приспособления населения Земного шара, появились различные адаптивные типы людей. Адаптивный тип – это норма реакций, определяющая раз- витие комплекса морфологических, физиологических, биохимических при- знаков, обеспечивающих приспособления к условиям определенной среды. Чем шире норма реакции, тем лучше приспособления. Эти приспособления зависят от изменчивости. Адаптивные типы не связаны с расами. Свой- ственные им признаки начинают появляться уже в период эмбрионального развития. У народов, живущих в регионах с разными климатическими ус- ловиями, отличается также и пищевой рацион. Поэтому, в синтезе, обмене ферментов пищеварения имеются свойственные им приспособления. Арктический адаптивный тип. Арктический адаптивный тип форми- руется в условиях холодного климата, где в питании преобладают продукты животного происхождения. В пищеварительной системе народов Арктики развиты приспособления, связанные с недостаточным потреблением витами- на C. Характерными признаками арктического адаптивного типа являются хорошо развитая костно-мышечная система и более высокое содержание 127 белков и жиров в крови. Более высокий уровень обмена энергии и разви- тие способности к терморегуляции. Тропический адаптивный тип. Данный адаптивный тип формируется в условиях жаркого и влажного климата, где в пищевом рационе содер- жание животных белков сравнительно мало. В пищевом рационе преобла- дают продукты растительного происхождения, богатые углеводами. Харак- терными признаками тропического адаптивного типа являются: удлиненная форма тела, менее развитая мышечная система, длинные конечности, уз- кая грудная клетка, обильное потоотделение за счет большого количества потовых желез и недостаточность холестерина в крови. Горный адаптивный тип. Данный тип формируется в условиях низ- кого атмосферного давления и гипоксии – пониженного содержания кис- лорода в атмосферном воздухе. У жителей высокогорных районов наблю- дается интенсивный обмен веществ, грудная клетка у них более широкая, содержание эритроцитов в крови высокое. Пустынностепной адаптивный тип. Данный адаптивный тип фор- мируется в условиях жаркого, сухого, резко континентального климата с интенсивным солнечным излучением. Для этого типа характерны уси- ленное выделение тепла, хорошо развитые потовые железы, обильное потребление воды. Большинство населения Центральной Азии относится к данному адаптивному типу. Таким образом, в процессе исторического развития человечество специ- ализировалось под воздействием экологических факторов и разделилось на адаптивные типы, отличающиеся отдельными признаками. Адаптивные типы, независимо от расовой принадлежности, сформиро- ваны на основе механизмов приспособления, определяемых генофондом вида, в результате приспособления к конкретной экологической среде. Антропогенные экосистемы, их воздействие на здоровье человека. К важным современным антропогенным экосистемам входят города, села, транспортные коммуникации. Жизненная среда человека или условия проживания человека намного шире по сравнению с жизненной средой других живых организмов. Потому что, кроме факторов внешней среды, необходимых для живущих на Земной поверхности организмов, в среду человека также входят материальная и социальная среда, созданная им самим. Они образуют единую сложную систему, поддерживающую вза- имные отношения. В материальную среду, созданную человеком, входят: 1. Природа, измененная людьми: освоение степи, посадка лесов, стро- ительство водохранилищ на реках и др. 128 2. Искусственные элементы: строительство зданий, сооружений, шум, электромагнитные поля, радиоактивные излучения, различные материалы и продукции, используемые при производстве ядовитых веществ. В насто- ящее время почти половина населения Земного шара проживает в городах. Развитие транспорта, промышленности и другие подобные факторы начали отрицательно воздействовать на один из важных показателей качества чело- века – на его здоровье. Загрязнение атмосферы, воды, пищевых продуктов промышленными и транспортными отходами, электромагнитные поля, шум, загрязнение воздуха, лишние информационные потоки, недостаток пищи, возникновение вредных привычек оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека, становятся причиной возникновения различных болезней. Плотность городского населения создает условия для широкого распрост- ранения инфекционных заболеваний. В результате загрязнения воздуха до поверхности земли не доходит значительная часть ультрафиолетовых излучений. В результате недостаточности света развивается авитаминоз D. Поэтому большинство городского населения стремится провести выходные дни на природе, в естественных условиях. Экологические системы села своими свойствами намного отличаются от городской экосистемы. В селах встречаются различные виды животных и растений. Также в селах часто возникают болезни, возбудители которых, распространяются животными. Повышенное использование пестицидов, гербицидов и других хими- ческих веществ в сельском хозяйстве, может оказать вредное воздействие на здоровье сельского населения. Ключевые слова: арктический адаптивный тип, тропический адаптивный тип, степно-пустынный адаптивный тип, гипоксия, пестициды, гербициды. Вопросы и задания. 1. Что изучает экология человека? 2. В чем своеобразность человека в качестве экологического фактора? 3. Из чего состоит задача науки экология человека? 4. Что вы понимаете под термином адаптивные типы? 5. Разъясните приспособления в адаптивных типах? Задания для самостоятельной работы. Напишите в таблице адаптации свойственные каждому типу. Адаптивные типы Арктический Тропический Горный Степно- пустынный Морфологические Физиологические Биохимические 129 Лабораторная работа №3. Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэко систем своей местности. Цель работы: закрепить пройденный материал, научиться определять сходство и различия природных и искусственных экосистем на основе их основных характеристик. Ход работы. 1. Сравните компоненты пищевых цепей природных экосистем (эко- система пустыни) и искусственных экосистем (хлопковое поле). Опреде- лите сходство и отличие в составных частях пищевых цепей данных эко- систем. Заполнить таблицы. Изучение разнообразия видового состава природной экосистемы. Виды Компоненты пищевой цепи Продуценты Консументы Редуценты Изучение разнообразие видового состава искусственной экосистемы. Виды Компоненты пищевой цепи Продуценты Консументы Редуценты 2. Определите сходство и отличие природных и искусственных эко- систем. Установите соответствие между экосистемами и видами отбора, которые их характеризует. Заполните таблицу. 1. Не влияет на экосистему. 2. Влияет на экосистему. 3. Влияние на эко- систему минимально. 4. Влияние направлено на максимальную продуктивность. Природная экосистема Искусственная экосистема Естественный отбор Искусственный отбор 5 – Биология 11 130 3. Укажите общие и частные свойства природных и искусственных экосистем. Напишите соответствующие номера в таблицу. Свойства № Общие свойства Свойства природных экосистем Свойства искусственных экосистем 1. Первичные, естественные элементарные единицы биосферы, сформиро- вавшиеся в ходе эволюции. 2. Вторичные, трансформированные человеком искусственные элементар- ные единицы биосферы. 3. Наличие редуцентов в пищевой цепи. 4. Экосистема устойчива длительное время без участия человека. 5. Наличие продуцентов в пищевой цепи. 6. Наличие консументов в пищевой цепи. 7. Поглощают солнечную энергию, являются открытыми системами. 8. Кроме энергии Солнца используются другие виды энергии (энергия машин, людей, электрическая). 9. Единственным источником энергии является энергия Солнца. 10. Человек является основным элементом пищевой цепи. 11. Без вмешательства человека экосистема погибает. 12. Воздействие деятельности человека мало заметно. 13. Органические вещества, производимые продуцентами, удаляются из системы человеком 14. Характеризуются разнообразием экологических ниш. 15. Действует правило экологической пирамиды. 16. Обладают большим видовым разнообразием 17. Саморегулирующиеся, постоянно возобновляющиеся, способные к направленной сменяемости одного сообщества другим 18. Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива 4. Составьте пищевую цепь водоема с участием следующих организмов: одноклеточные водоросли, мальки карпа, щука, личинки комара, инфузория- туфелька. |