1 Организм и среда

Расположение экологических сообществ на Земле носит ярко выраженную зональную структуру, связанную с изменением тепловых условий (прежде всего, потока солнечной энергии) на различных широтах. Природные зоны вытянуты в широтном направлении и сменяют друг друга при движении по меридиану. Собственная, высотная, зональность формируется в горных системах; в мировом же океане хорошо просматривается смена экологических сообществ с глубиной. Природные зоны тесно связаны с понятием ареала – области распространения данного вида организмов. Изучением закономерностей распределения биогеоценозов по поверхности Земли занимается биогеография.

Земная суша разделена на 13 основных широтных поясов: арктический и антарктический, субарктический и субантарктический, северный и южный умеренные, северный и южный субтропические, северный и южный тропические, северный и южный субэкваториальные, экваториальный.

Рассмотрим основные биогеографические зоны суши. Территорию вокруг полюсов охватывают холодные арктические (в Южном полушарии – антарктические) пустыни. Они отличаются крайне суровым климатом, обширными ледниковыми покровами и каменистыми пустынями, неразвитыми почвами, скудостью и однообразием живых организмов. Животные арктических пустынь связаны, в основном, с морем – это белый медведь, ластоногие, в Антарктиде – пингвины.

Южнее арктических пустынь расположена тундра (фин. tunturi «безлесная возвышенность»); в Южном полушарии тундра представлена лишь на некоторых субантарктических островах. Холодный климат и почвы, подстилаемые вечной мерзлотой, определяют здесь преобладание мхов, лишайников, травянистых растений и кустарничков. Южнее появляются небольшие деревца (например, карликовая берёза), и тундра сменяется лесотундрой. Фауна тундры достаточно однородна и скудна: северные олени, песцы, лемминги и полёвки, а также обширные птичьи базары. Из насекомых обильны комары. Большинство позвоночных с наступлением зимы покидают тундру (откочёвывают или улетают в более тёплые края). Вблизи морей и океанов тундра и лесотундра сменяются зоной океанических лугов.

Южнее лесотундры начинаются леса умеренной зоны; сначала хвойные (тайга), затем – смешанные, и наконец, широколиственные (Южный умеренный пояс практически полностью покрывает мировой океан). Умеренные леса занимают громадные территории в Евразии и Северной Америке. Климат здесь уже значительно теплее, и видовое разнообразие больше в несколько раз, чем в тундре. На подзолистых почвах доминируют крупные деревья – сосна, ель, кедр, лиственница, южнее – дуб, бук, берёза. Среди животных распространены хищные (волк, лиса, медведь, рысь), копытные (олени, кабаны), певчие птицы, отдельные группы насекомых.

Зону умеренных лесов сменяют лесостепь и затем степь. Климат становится теплее и засушливее, среди почв наибольшее распространение получают чернозёмы и каштановые почвы. Преобладают злаки, среди животных – грызуны, хищные (волк, лисица, ласка), хищные птицы (орёл, ястреб), пресмыкающиеся (гадюки, полозы), жуки. Большой процент степей занят сельскохозяйственными угодьями. Степи распространены на Среднем западе США, на Украине, в Поволжье и Казахстане. Следующей за степью зоной является зона умеренных полупустынь и пустынь (Средняя и Центральная Азия, западная часть Северной Америки, Аргентина). Пустынный климат характеризуется малым количеством осадков, большими суточными колебаниями температуры. Водоёмы в пустынях, как правило, отсутствуют; лишь изредка пустыни пересекают крупные реки (Хуанхэ, Сырдарья, Амударья). Фауна отличается достаточным разнообразием, большинство видов приспособлены к обитанию в засушливых условиях.

При приближении к экватору умеренный пояс сменяют субтропики. В прибрежной полосе (северное побережье Средиземного моря, южный берег Крыма, Ближний Восток, юго-восток США, крайний юг ЮАР, южное и западное побережья Австралии, Северный остров Новой Зеландии) распространены вечнозелёные субтропические леса; вдали от моря находится лесостепь (в Северной Америке – прерии), степь и пустыни (последние – в Южной Австралии, на южном побережье Средиземного моря, в Иране и Тибете, Северной Мексике и западной части ЮАР). Животный мир субтропиков характеризуется смешением умеренных и тропических видов.

Тропические влажные леса (Южная Флорида, Вест-Индия, Центральная Америка, Мадагаскар, Восточная Австралия) в значительной степени распаханы и используются под плантации. Крупные животные практически истреблены. Западный Индостан, Восточная Австралия, бассейн Параны в Южной Америке и Южная Африка – зоны распространения более засушливых тропических саванн и редколесий. Самая же обширная зона тропического пояса – пустыни (Сахара, Аравийская пустыня, Пакистан, Центральная Австралия, Западная Калифорния, Калахари, Намиб, Атакама). Огромные пространства галечных, песчаных, каменистых и солончаковых поверхностей здесь лишены растительности. Животный мир малочисленен.

Субэкваториальные влажные леса сосредоточены в долине Ганга, южной части Центральной Африки, на северном побережье Гвинейского залива, северной части Южной Америки, в Северной Австралии и на островах Океании. В более засушливых районах их сменяют саванны (Юго-Восточная Бразилия, Центральная и Восточная Африка, центральные районы Северной Австралии, Индостана и Индокитая). Характерные представители животного мира субэкваториального пояса – жвачные парнокопытные, хищники, грызуны, термиты.

Ближе всего к экватору расположен экваториальный пояс (бассейн Амазонки, Центральная Африка, Индонезия). Обилие осадков и высокая температура обусловили здесь наличие вечнозелёных влажных лесов (в Южной Америке такой лес называется гилеей). Экваториальный пояс – рекордсмен по разнообразию видов животных и растений.

Растения арктических пустынь:

- мхи,

- травянистые растения,

- кустарники,

- лишайники.

мхи

травянистые растения

кустарники

лишайники

Растения умеренных зон:

- сосна,

- ель,

- кедр,

- лиственница,

- дуб,

- бук,

- береза.

сосна

ель

кедр

лиственница

дуб

бук

береза

Зоны умеренных лесов сменяются: лесостепь, степь.

Похожие закономерности наблюдаются и в смене биогеографических зон в горах – высотной поясности. Она обусловлена изменением температуры, давления и влажности воздуха с увеличением высоты местности. Полного тождества между высотными, с одной стороны, и широтными, с другой стороны, поясами, однако, нет. Так, присущей типичной тундре смены полярных дня и ночи лишены её высокогорные аналоги в более низких широтах, а также альпийские луга. Наиболее сложные спектры высотных поясов свойственны высокогориям, находящимся близ экватора. К полюсам уровни высотных поясов снижаются, а их разнообразие уменьшается. Изменяется спектр высотных поясов и при удалении от берега моря.

Одни и те же природные зоны встречаются на разных материках, однако леса и горы, степи и пустыни имеют свои особенности на различных континентах. Различаются и растения и животные, приспособившиеся к существованию в этих природных зонах.

В биогеографии выделяют шесть биогеографических областей:

- Палеарктическая область (Евразия без Индии и Индокитая, Северная Африка);

- Неарктическая область (Северная Америка и Гренландия);

- Восточная область (Индостан и Индокитай, Малайский архипелаг);

- Неотропическая область (Центральная и Южная Америка);

- Эфиопская область (практически вся Африка);

- Австралийская область (Австралия и Океания).

Живые организмы населяют не только сушу, но и Мировой океан. В океане обитает порядка десяти тысяч видов растений и сотни тысяч видов животных (в том чиле более 15 тысяч видов позвоночных). Растения и животные заселяют в мировом океане две сильно отличающиеся друг от друга области – пелагиаль (поверхностные слои воды) и бенталь (морское дно). Широтные зоны хорошо выражены только в приповерхностных водах океана; с увеличением глубины влияние солнца и климата уменьшается, а температура воды приближается к характерным для толщи океана +4 °С.

Пелагиаль – толща воды океанов, морей и озёр – делится на вертикальные зоны по освещённости (хорошо освещённая, сумеречная и лишённая света) и по распределению жизни (поверхностная, переходная и глубоководная). Для пелагических организмов характерны схожие приспособления, обеспечивающие плавучесть. Они разделяются на пассивно плавающих на поверхности воды (плейстон: саргассовые водоросли, сифонофоры и др.) или в её толще (планктон) и на активно плавающих организмов, способных противостоять силе течения (нектон: рыбы, кальмары, водные змеи и черепахи, пингвины, китообразные, ластоногие, а также крупные ракообразные). Нектон отличает вытянутая форма тела с наименьшим лобовым сопротивлением воды при движении.

Растительные пелагические организмы (фитопланктон: в основном, зелёные и диатомовые водоросли) – основные продуценты органического вещества в океане. Фитопланктон наиболее распространён в местах выноса с глубины или стока с суши питательных веществ – фосфатов и нитратов. Потребность в солнечной энергии ограничивает их распространение до глубины в 50–100 м. Зоопланктон (ракообразные, простейшие, медузы и гребневики, личинки различных животных) можно встретить и на большей глубине. Тропические районы океанов, удалённые от суши, наиболее бедны по количеству видов. Остатки пелагических организмов участвуют в образовании донных осадков.

Зообентос – население дно животными организмами (фораминофера, губка, коралловые полипы, многощетинковые черви, моллюски, ракообразные).

Бентос – население дна, также распределено по глубинным поясам.

Фитобентос – население дна растительными организмами (бурые, красные, диатомовые и зеленые водоросли).

Зоопланктон – можно встретить и на большей глубине (ракообразные, простейшие, медузы, гребневики, личинки различных животных).

Фитопланктон – наиболее распространен в местах выноса в глубины или стока с суши питательных веществ – фосфатов и нитратов. Потребность в солнечной энергии ограничивает их до глубины 50-100 метров (зеленые и диатомовые водоросли).

Планктон – организмы, плавающие по течению.

Плейстон – пассивно плавающие на поверхности воды (саргассовые водоросли, сифонофоры)

Нектон - отличает вытянутая форма тела с наименьшим лобовым сопротивлением воды при движении (рыбы, кальмары, водные змейки, черепахи, пингвины, китообразные, ластоногие, а также крупные ракообразные).

Водоросли

Губка

Кальмары

Личинки разных животных

Медуза

Ракообразные

Черепахи

Бурые водоросли

Диатомовые водоросли

Зеленые водоросли

Китообразные

Коралловые полипы

Красные водоросли

Саргоссовые водоросли

Сифонофоры

Фораминифера

Многощетинковые черви

Вертикальная поясность в Мировом океане

Население дна – бентос – также распределено по глубинным поясам. Среди растительных организмов распространены бурые, красные, диатомовые и зелёные водоросли; у берега пресноводных водоёмов встречаются и цветковые растения (тростник, камыш, кувшинка, элодея и другие). Морской зообентос представлен, главным образом, фораминиферами, губками, коралловыми полипами, многощетинковыми червями, сипункулидами, моллюсками, ракообразными, мшанками, иглокожими, асцидиями и рыбами. Особенно многочисленны обитатели мелководий; их количество может доходить до десятков килограммов на 1 м2 поверхности. Пресноводный зообентос гораздо беднее: в основном, это простейшие, кольчатые черви, моллюски, личинки насекомых и рыбы

1.Рост производства и нагрузки на окружающую среду

2.Характеристика природных ресурсов Земли: литосферы, атмосферы и гидросферы и их использования для развития производства

3.Леса. Запасы древесины. Экономические ресурсы леса

4.Водные ресурсы, ограниченность ресурсов пресной воды, рост производства и загрязнение водоемов, ущерб от загрязнения воды

Лес

Лес - часть поверхности Земного шара, покрытая древесными растениями. В настоящее время леса занимают около трети площади суши. Общая площадь леса на Земле составляет 38×106 км². Половина этой лесной зоны принадлежит тропическим лесам, четвёртая часть расположена в северном полушарии.

Значение леса для здоровья человека. Лес имеет огромное санитарно-гигиеническое и целебное значение. В воздухе природных лесов присутствует более 300 наименований различных химических соединений. Леса активно преобразовывают атмосферные загрязнения, особенно газообразные.

Наибольшей окисляющей способностью обладают хвойные (сосна, ель, можжевельник), а также некоторые сорта лип, берёз. Лес активно поглощает промышленные загрязнения, в частности пыль, углеводороды.

Лес, особенно хвойный, выделяет фитонциды — летучие вещества, обладающие бактерицидными свойствами. Фитонциды убивают болезнетворные микробы. В определённых дозах они благотворно влияют на нервную систему, усиливают двигательную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта, способствуют улучшению обмена веществ и стимулируют сердечную деятельность. Многие из них являются врагами возбудителей инфекционных заболеваний. Но только если их немного.

Фитонциды почек тополя, антоновских яблок, эвкалипта губительно действуют на вирус гриппа. Веточка пихты, внесённая в комнату, в 10 раз снижает содержание микробов в воздухе, особенно коклюша и дифтерии. Листья дуба уничтожают бактерии брюшного тифа и дизентерии.

Важнейшими составляющими абиотического компонента экосистемы помимо почв являются климатические и топографические факторы. Кроме того, в абиотический компонент может входить наличие волн, гейзеров, вулканов и прочие экзотические факторы.

К климатическим факторам относят свет, температуру, влажность и т. п. На интенсивность света влияет широта местности, время дня и года, а также наклон поверхности по отношению к горизонтали. Под действием света в растениях происходят фотосинтез и транспирация, благодаря свету животные видят. Организмы, живущие в областях с выраженной сменой времён года, выработали различные реакции на периодические изменения освещённости (у растений – цветение, опадание листьев, у животных – миграция, зимняя спячка). Необходимость света для нормальной жизнедеятельности приводит к ярусной структуре наземных сообществ, а в водных экосистемах ограничивает распространение большинства организмов поверхностными слоями воды.

Лес в Казахстане

К сожалению, сегодня объём вырубки леса нередко в несколько раз превышает объём его естественного восстановления.

В Казахстане почти на 22 млн. гектаров расположились леса и насаждения, имеются 11 тысяч рек и речушек, более 7 тысяч озер и водохранилищ; растительный фонд превышает 6 тысяч видов, разнообразен животный мир.

Главное богатство недр Казахстана - цветные и чёрные металлы: медь, цинк, свинец, никель, вольфрам, молибден, железные и марганцевые руды, хромиты. В республике много также каменных и бурых углей, нефти и газ, фосфоритов, поваренной соли и асбеста.

С экологической точки зрения очень важной особенностью этих ископаемых ресурсов Казахстана является то, что они часто залегают близко к поверхности земли и по этому разрабатываются дешёвым открытым способом в карьерах. Кроме того, в ряде случаев они удобно расположены для комплексного использования. Например, в Центральном Казахстане сравнительно близко друг от друга находятся руды цветных и чёрных металлов, коксующиеся каменные угли известняки и огнеупорные глины.

Такое сочетание полезных ископаемых весьма благоприятно для развития здесь цветной и чёрной металлургии и связанных с ними химической промышленности и машиностроения. Большим разнообразием ископаемых ресурсов отличаются также Рудный Алтай, горы Каратау, Мугоджары, Тургайская долина и полуостров Мангистау.