Влияние антропогенных факторов на здоровье населения. Прогноз влияния антропогенных факторов на жизнь растений

6.4.Антропогенные факторы

Действие человека как экологического фактора в природе огромно и чрезвычайно многообразно. В настоящее время ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного и всеобщего, т. е. планетарного, влияния, как человек, хотя это наиболее молодой фактор из всех действующих на природу. Влияние антропогенного фактора постепенно усиливалось, начиная от эпохи собирательства (где оно мало чем отличалось от влияния животных) до наших дней, эпохи научно-технического прогресса и демографического взрыва. В процессе своей деятельности человек создал большое количество самых разнообразных видов животных и растений, существенным образом преобразовывал естественные природные комплексы. На значительных территориях создал особые, нередко практически оптимальные условия жизни многим видам. Создавая огромное разнообразие сортов и видов растений и животных, человек способствовал появлению у них новых свойств и качеств, обеспечивающих им выживание в неблагоприятных условиях, как в борьбе за существование с другими видами, так и невосприимчивости к воздействию патогенных организмов. Изменения, производимые человеком в природной среде, создают для одних видов благоприятные условия для размножения и развития, для других — неблагоприятные. И как результат, между видами создаются новые численные отношения, перестраиваются пищевые цепи, возникают приспособления, необходимые для существования организмов в измененной среде. Таким образом, действия человека обогащают или обедняют сообщества. Влияние ант-ропогенного фактора в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья (аг-роценозы), выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одних и уничтожает других. Эти воздействия часто являются положительными, но нередко носят отрицательный характер, например, необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.

К случайным относятся воздействия, происходящие в природе под влиянием человеческой деятельности, но не были заранее предусмотрены и запланированы им, и таких примеров немало: распространение различных вредителей, паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например нежелательные явления, вызванные осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др.

Человек может оказывать на животных и растительный покров Земли как прямое влияние, так и косвенное. Разнообразие современных форм воздействия человека на растительность представлено в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Основные формы влияния человека на растения и растительный покров (по а. Г. Воронову, 1973)

Если к вышеуказанному добавить воздействие человека на животных, т.е. промысел, их акклиматизацию и реакклиматиза-цию, многообразные формы растениеводческой и животноводческой деятельности, мероприятия по защите растений, охране редких и экзотических видов и т. д., то только одно перечисление этих воздействий на природу показывает грандиозность антропогенного фактора.

Изменения происходят не только в крупных масштабах, но и на примере отдельных видов. Так, на освоенных землях, на посевах злаковых культур стали в больших количествах размножаться пшеничный трипе, злаковые тли, некоторые виды клопов (например, вредная черепашка), различные виды стеблевых блошек, толстоножка и другие. Многие из этих видов стали доминирующими, а ранее существовавшие здесь виды исчезли или были оттеснены в крайние условия. Изменения коснулись не только растительного и животного мира, но и микрофлоры и микрофауны, изменились многе звенья в цепях питания.

Деятельность человека вызывает целый ряд приспособительных реакций и со стороны организмов. Появление сорняков, придорожных растений, амбарных вредителей и других подобных им является следствием приспособления организмов к человеческой деятельности в природе. Появились организмы, частично или полностью утратившие связь со свободной природой, например амбарный долгоносик (Calandra granaria L.), мучные жуки из рода (Tribolium) и др. Многие местные виды приспосабливаются не только к жизни в условиях агроценозов, но вырабатывают особые приспособительные черты строения, приобретают ритмы развития, которые соответствуют условиям жизни на обрабатываемых территориях, способные выдерживать уборку урожая, различные агротехнические мероприятия (систему обработки почв, севообороты), химические средства борьбы с вредителями. Одним из наиболее ярких примеров приспособления к результатам человеческой деятельности является так называемый индустриальный механизм, порожденный промышленной революцией. Так, до 1850 г. в Англии были известны только светлые бабочки березовой пяденицы (рис. 6.16А), окрашенные под цвет лишайников, покрывающих стволы деревьев.

Рис. 6.16. Маскировка бабочки березовой пяденицы (по П. Фарбу, 1971)

После того, как светлые лишайники основательно прокоптились фабричным дымом, светлая пяденица стала все более вытесняться темной, менее заметной и поэтому лучше укрывающейся от глаз хищников на потемневших стволах деревьев (рис. 6.16Б). Всего за несколько десятилетий темная форма пяденицы полиостью вытеснила светлую везде, за исключением сельских местностей.

В ответ на химические обработки посевов, проводимые человеком, у многих организмов появилась устойчивость к различным инсектицидам, обусловленная появлением особых, видоизмененных по химическому составу липоидов. Способностью жировой ткани растворять и накапливать в себе значительное количество яда, а также и в связи с усилением ферментативных реакций в обмене веществ, способностью превращать ядовитые вещества в нейтральные или неядовитые. К приспособлениям у организмов, связанных с деятельностью человека, относятся сезонные миграции синиц из леса в город и обратно. Зимой в городах эти птицы с поразительной тщательностью и регулярностью обследуют одно окно жилого дома за другим. В поисках корма сдирают клювом бумажную упаковку с коробок, пакетов и других предметов, по внешнему виду далеких от «привычных» кормовых объектов, встречающихся им в условиях леса.

Примером влияния антропогенного фактора служит и способность скворцов занимать под гнезда скворечники. Скворцы отдают предпочтение искусственным домикам и в том случае, когда рядом на дереве имеется дупло. И таких примеров много, все они свидетельствуют о том, что влияние человека на природу является мощным экологическим фактором.

studfiles.net

16.Антропогенные воздействия на растительность

16.1.Значение растений в природе

И жизни человека

Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества (рис. 16.1), служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.

Рис. 16.1. Структура первичных связей между растениями

и животными (Balogh, 1958).

Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 51011 т свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 т кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX в. всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд т органического вещества.

Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями'. Растения в процессе вымывания как бы изымают минеральные соли и постоянно поддерживают содержание их в почве, что является важным для ее плодородия.

Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана. От характера растительности во многом зависит и характер биоценоза, экосистемы, их морфологическая и функциональная структура, биогеоценотическая деятельность компонентов. Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего растительность представляет необходимую среду жизни людей. Дикорастущая флора является неоценимым генетическим фондом в селекционной работе при создании новых сортов сельскохозяйственных культур. По Н.М. Черновой и др. (1995) большая часть растений, которые обеспечивают сегодня около 90% продовольствия в мире, появились путем окультирования диких растений (рис. 16.2).

Рис. 16.2. Центры происхождения культурных растений

(по Н. М. Черновой и др., 1995)

Сотрудниками Всероссийского института растениеводства (ВИР) установлено наличие в России около 600 диких видов, являющихся сородичами культурных растений. Многие из них послужили базой для выведения более 1500 новых сортов.

На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике. На современном мировом рынке находятся в обращении продукты свыше 1000 видов лекарственных растений. Среди них препараты из корня жизни — женьшеня, элеутерококка, ландыша майского, горицвета весеннего (рис. 16.3).

Рис. 16.3. Лекарственные растения (по В. К. Терлецкому, 1991):

1 — арника горная; 2 — калина обыкновенная; 3 — лимонник китайский; 4 — женьшень настоящий

Так, около 80% людей в развивающихся странах, заботясь о своем здоровье, полагаются преимущественно на дикие лекарственные травы и другие растения. Около половины предписанных и непредписанных лекарств, потребляемых в мире, содержат натуральные ингридиенты, получаемые из диких организмов. Четвертую часть этих ингридиентов получают из растений, встречающихся только в тропических лесах. Растения являются важнейшим пищевым ресурсом для человека, многие из них используются в разнообразных технологических процессах (пивоварение, хлебопечение, очистка сточных вод и т. д.). Растения служат основной кормовой базой для домашних и многих диких животных. Они участвуют в образовании полезных ископаемых, защищают от разрушения потоками воды и ветром поверхность Земли, от засыпания песками плодородной земли.

Заслуживает внимания индикаторная роль растений. Наблюдая за растениями, человек еще в глубокой древности усваивал ориентиры в пространстве и времени — растения верно служили ему вместо компаса. Некоторые растения довольно точно показывали человеку время суток. Другие растения выполняли функцию барометра и гигрометра, являлись индикаторами пресных и соленых вод. В настоящее время растения-индикаторы используют в своих исследованиях и практической деятельности геологи, гидрологи, землеустроители, почвоведы, климатологи, лесоводы, археологи и др. Например, с помощью растений удается обнаружить кимберлитовые трубки, скрывающие алмазы. Растения могут служить индикаторами плодородия почв. Ю. М. Колумелла был глубоким знатоком агрономической науки древнеримского государства. Он писал: «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам или уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о свойствах почвы и знать, что может на ней расти хорошо». Подобной точки зрения придерживался и его современник Плиний: «Бузина, ежевика, полевой лук, клевер, дикая яблоня и груша являются признаками хлебной почвы». Растения резко реагируют на изменения внешних условий. В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные растения.

Отрицательное воздействие выхлопных газов автомобилей проявляется на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, на автострадах с интенсивным движением. Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на растениях указывает на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей.

Растения разными способами осуществляют детоксикацию вредных веществ. Некоторые из вредных веществ связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся не активными, другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксических продуктов и участвуют в обмене веществ.

Для борьбы с вредными микроорганизмами растения выработали ряд веществ, способных подавлять их деятельность. К ним относятся антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др.) и фитонциды. Сильными бактерицидными свойствами обладают лук и чеснок. В связи с этим они с давних пор применяются в качестве лечебных средств. Одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ, а один гектар — такое количество фитонцидов, которое достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. Растительность для человека это и источник эстетического наслаждения, оказывающая на него психологическое воздействие. Многие растения стали объектами тщательных исследований биоников с целью использования имеющихся принципов и механизмов в технике и т. д.

Отрицательное же значение растительности по сравнению с приносимой ею пользой незначительно. Так, некоторые виды диких растений растут в качестве сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах. В отдельных местах приходится бороться с зарастанием водоемов, каналов. Иногда массовое развитие водной растительности вызывает появление летних заморов рыбы в озерах. Известны и некоторые другие случаи вредного воздействия растений на человека (отравления, грибковые заболевания) и хозяйство (обрастание днищ судов, зарастание дорог и т. п.).

Здесь уместно привести еще один аргумент в пользу нежелательности истребления хотя бы одного-единственного вида растений, каким бы ненужным или даже вредным данный вид ни казался сегодня. Должен учитываться принцип потенциальной полезности. Мы не в состоянии предвидеть, какое значение для человека может иметь тот или иной вид в будущем. Виды, считавшиеся совершенно бесполезными или вредными, нередко затем приобретали огромную важность. Так, оказавшиеся вредными плесневые грибы дали человечеству антибиотики, а многочисленные бактерии, также казавшиеся бесполезными, работают на человечество, включенные в технологию добычи ряда видов полезных ископаемых и т. д. Генофонд ныне существующих организмов — это бесценный эволюционный дар, от правильного использования которого во многом зависит направление научно-технического прогресса в самых различных областях деятельности человека.

studfiles.net

Влияние антропогенных факторов н

Первые переселенцы, которые приживаются на новом участке, - это организмы, которые толерантны к абиотическим условиям нового для них местообитания. Не встречая особого сопротивления среды, они чрезвычайно быстро размножаются (саранча, эфемерная растительность и т.п.), т. е. на ранних этапах в эволюции экосистемы преобладает г-стратегия (рост численности). Но постепенно возрастает видовое разнообразие за счет достаточно быстрой смены и увеличения количества популяций и начинает возрастать значение К-фактора (ограничитель роста).

Увеличение видового разнообразия приводит к усложнению связей внутри сообщества, умножению симбиотических связей, снижению чрезмерной рождаемости и доминирования массовых видов, и т. д. Наконец, действия г- и К-факторов уравновешиваются и сообщество развивающейся серии становится стабильным, или климаксным, - «это самоподдерживающееся сообщество, находящееся в равновесии с физическим местообитанием» (Ю. Одум, 1975 г.). Развивающееся сообщество преобразует и само местообитание.

На первых этапах для растительных форм первостепенное значение имеют почвенные биогенные элементы. Но черпать их из запасов почв до бесконечности невозможно и по мере истощения этих запасов разложение отмершей органики становится основным источником питания минеральными веществами биогеохимического круговорота.

Однако такой круговорот возможен лишь в автотрофной системе, черпающей энергию от солнца. Другое дело – гетеротрофная сукцессия, когда приток мертвого органического вещества не восполняет запасы, т. е. первичная продукция равна нулю, и участвуют в сукцессии только гетеротрофные организмы. В этом случае количество энергии не добавляется, а уменьшается, и система прекращает свое существование – все организмы погибают или, в лучшем случае, переходят в покоящиеся стадии. Характерным примером такой сукцессии является сукцессия в гниющих стволах деревьев, в трупах животных, фекалиях и на вторичных стадиях обработки сточных вод. Такая модель сукцессии должна ассоциироваться, по мнению Ю. Одума (1975 г.), с эксплуатацией залежей горючих полезных ископаемых человеком.

На ранних стадиях сукцессионной серии чистой продукции получается значительно больше и при ее изымании человеком сукцессия только приостанавливается, но основа продуктивности на этих этапах не подрывается. Другое дело в климаксных сериях – здесь чистая продуктивность снижается и, в принципе, становится константой. В этом случае очень важно знать величину этой константы с тем, чтобы четко представлять себе ту величину чистой продукции, которую можно изъять из системы, сохранив ее способность к самовосстановлению.

Так, например, вырубку лесов надо вести на локальных участках, с оставлением части территории с коренными типами пород. Это сократит время восстановления фитоценозов, так как сукцессионные серии сократятся до нескольких десятилетий (30 – 50 лет). Чтобы получить полноценную популяцию сосны, состоящую из 30 мозаик от 10-летней биогруппы до 300-летней, необходим период в 300 лет, а чтобы превратить разновозрастную популяцию в одновозрастную рубкой главного пользования достаточно одного года. Сплошная рубка приведет к разрушению всей экосистемы, в том числе ее эдафической части. Это приведет к нарушению сложившейся водонакопительной системы обширного региона, сменит лесной режим, переводящий осадки во внутрипочвенный сток, повлияет на режим открытого места, с резкими колебаниями температур и поверхностным стоком воды. Вырубка переходного типа растительности приводит к появлению пустоши, десятилетиями не зарастающей лесом, а рубка на крутых склонах приводит к потере лесной площади навсегда. Восстановление лишь почв потребует тысячелетия. Более того, сукцессионная серия может пойти и не по пути формирования прежнего лесного сообщества, а, скажем, по пути формирования пустыни и болот или других малопродуктивных экосистем. По теории островной биогеографии (А. В. Яблоков, С. А. Остроумов, 1983 г.), массив леса менее 250 тысяч га не способен обеспечить полноценную жизнь всем лесным видам, неизбежна гибель многих из них из-за недостатка территории для существования минимально необходимого числа особей в популяции.

Таким образом, сообщество не может одновременно быть высокостабильным и давать большой выход чистой продукции, который можно было бы изъять без вреда для самого биоценоза.

В почвенной биоте столь же активно протекают сукцессионные процессы. Они обусловлены разложением органического вещества и лежат в основе биологических круговоротов, - естественных регуляторов процессов, обеспечивающих плодородие почвы. Загрязнение почвенной среды и нарушение процессов образования гумуса снижают регуляторную способность почв и ведут к подрыву естественного плодородия, а следовательно, и к изменениям в экосистеме. Таким образом, эдафическая компонента может весьма существенно повлиять на ход экологической сукцессии при нарушении ее регуляторной функции.

Полнота сукцессий и видовое разнообразие возможны в случае надежной «работы» круговорота питательных веществ. Только в этом случае можно говорить о стабильности экосистемы, которая достигается в результате преобразования сообщества на основе длительной эволюции видов.

Во избежание экологической катастрофы сельхозугодия и урбанизированные территории (дороги, промышленность, постройки и т. д.) не должны занимать более 1/3 суши, 1/3 должна сохраняться естественно и 1/3 может быть частично изменена хозяйственной деятельностью человека. При этом деятельность должна быть разумной, нельзя, например, снижать полноту ниже 0,67 во избежание возникновения морозобойной ямы из-за неспособности верхнего полога удержать ночью накопившееся за день тепло. Перевод высоковозрастного климаксового леса, где не более 30% территории занято молодняками и средневозрастными, в неустойчивые динамические леса, где самые старые парцеллы не старше 120 лет, высвобождает огромное количество углекислого газа, создающего парниковый эффект в планетарном масштабе со всеми его негативными последствиями. Перечисленного ниже краткого перечня мероприятий достаточно, чтобы понять острейшую необходимость восстановления внешней структуры леса. Возможны следующие мероприятия при недостаточном финансировании:

     ·    отвод площадей по водоразделам под лесозаращивание для соединения отдельных колков леса, с мерами содействия естественному возобновлению;

     ·    переход на котловинные и группово-постепенные рубки в виде окон;

     ·    замена рубок ухода по всей площади на рубки биогруппами;

     ·    оставление резерватов (не менее 10% в квартале) на вырубаемых площадях, размерами 200 x 200 м для сохранения биоразнообразия лесных видов растений и животных;

     ·    выделение особо защитных участков (ОЗУ) – «памятников природы» - на границах распространения ареалов видов, например, лиственницы, пихты, ясеня и т. д., что позволит сохранить генетический фонд и биоразнообразие;

     ·    исключить из расчета главного пользования переходные типы растительности;

     ·    искусственное создание окон путем вырубки для восстановления биоразнообразия мозаично-ярусной структуры в насаждениях всех возрастов. На бедных почвах возможна сплошная вырубка окнами, а на богатых – постепенная – выборочными рубками.

Полным биологическим разнообразием обладает биосфера, которая и является самой стабильной глобальной экосистемой – экосферой. Но биологическое разнообразие, обеспечивающее ее стабильность, - это прежде всего разнообразие стабильных природных экосистем, отличающихся видовым разнообразием естественной биоты.

biofile.ru

16.Антропогенные воздействия на растительность

16.1.Значение растений в природе

И жизни человека

Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества (рис. 16.1), служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.

Рис. 16.1. Структура первичных связей между растениями

и животными (Balogh, 1958).

Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 51011 т свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 т кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX в. всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд т органического вещества.

Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями'. Растения в процессе вымывания как бы изымают минеральные соли и постоянно поддерживают содержание их в почве, что является важным для ее плодородия.

Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана. От характера растительности во многом зависит и характер биоценоза, экосистемы, их морфологическая и функциональная структура, биогеоценотическая деятельность компонентов. Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего растительность представляет необходимую среду жизни людей. Дикорастущая флора является неоценимым генетическим фондом в селекционной работе при создании новых сортов сельскохозяйственных культур. По Н.М. Черновой и др. (1995) большая часть растений, которые обеспечивают сегодня около 90% продовольствия в мире, появились путем окультирования диких растений (рис. 16.2).

Рис. 16.2. Центры происхождения культурных растений

(по Н. М. Черновой и др., 1995)

Сотрудниками Всероссийского института растениеводства (ВИР) установлено наличие в России около 600 диких видов, являющихся сородичами культурных растений. Многие из них послужили базой для выведения более 1500 новых сортов.

На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике. На современном мировом рынке находятся в обращении продукты свыше 1000 видов лекарственных растений. Среди них препараты из корня жизни — женьшеня, элеутерококка, ландыша майского, горицвета весеннего (рис. 16.3).

Рис. 16.3. Лекарственные растения (по В. К. Терлецкому, 1991):

1 — арника горная; 2 — калина обыкновенная; 3 — лимонник китайский; 4 — женьшень настоящий

Так, около 80% людей в развивающихся странах, заботясь о своем здоровье, полагаются преимущественно на дикие лекарственные травы и другие растения. Около половины предписанных и непредписанных лекарств, потребляемых в мире, содержат натуральные ингридиенты, получаемые из диких организмов. Четвертую часть этих ингридиентов получают из растений, встречающихся только в тропических лесах. Растения являются важнейшим пищевым ресурсом для человека, многие из них используются в разнообразных технологических процессах (пивоварение, хлебопечение, очистка сточных вод и т. д.). Растения служат основной кормовой базой для домашних и многих диких животных. Они участвуют в образовании полезных ископаемых, защищают от разрушения потоками воды и ветром поверхность Земли, от засыпания песками плодородной земли.

Заслуживает внимания индикаторная роль растений. Наблюдая за растениями, человек еще в глубокой древности усваивал ориентиры в пространстве и времени — растения верно служили ему вместо компаса. Некоторые растения довольно точно показывали человеку время суток. Другие растения выполняли функцию барометра и гигрометра, являлись индикаторами пресных и соленых вод. В настоящее время растения-индикаторы используют в своих исследованиях и практической деятельности геологи, гидрологи, землеустроители, почвоведы, климатологи, лесоводы, археологи и др. Например, с помощью растений удается обнаружить кимберлитовые трубки, скрывающие алмазы. Растения могут служить индикаторами плодородия почв. Ю. М. Колумелла был глубоким знатоком агрономической науки древнеримского государства. Он писал: «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам или уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о свойствах почвы и знать, что может на ней расти хорошо». Подобной точки зрения придерживался и его современник Плиний: «Бузина, ежевика, полевой лук, клевер, дикая яблоня и груша являются признаками хлебной почвы». Растения резко реагируют на изменения внешних условий. В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные растения.

Отрицательное воздействие выхлопных газов автомобилей проявляется на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, на автострадах с интенсивным движением. Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на растениях указывает на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей.

Растения разными способами осуществляют детоксикацию вредных веществ. Некоторые из вредных веществ связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся не активными, другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксических продуктов и участвуют в обмене веществ.

Для борьбы с вредными микроорганизмами растения выработали ряд веществ, способных подавлять их деятельность. К ним относятся антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др.) и фитонциды. Сильными бактерицидными свойствами обладают лук и чеснок. В связи с этим они с давних пор применяются в качестве лечебных средств. Одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ, а один гектар — такое количество фитонцидов, которое достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. Растительность для человека это и источник эстетического наслаждения, оказывающая на него психологическое воздействие. Многие растения стали объектами тщательных исследований биоников с целью использования имеющихся принципов и механизмов в технике и т. д.

Отрицательное же значение растительности по сравнению с приносимой ею пользой незначительно. Так, некоторые виды диких растений растут в качестве сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах. В отдельных местах приходится бороться с зарастанием водоемов, каналов. Иногда массовое развитие водной растительности вызывает появление летних заморов рыбы в озерах. Известны и некоторые другие случаи вредного воздействия растений на человека (отравления, грибковые заболевания) и хозяйство (обрастание днищ судов, зарастание дорог и т. п.).

Здесь уместно привести еще один аргумент в пользу нежелательности истребления хотя бы одного-единственного вида растений, каким бы ненужным или даже вредным данный вид ни казался сегодня. Должен учитываться принцип потенциальной полезности. Мы не в состоянии предвидеть, какое значение для человека может иметь тот или иной вид в будущем. Виды, считавшиеся совершенно бесполезными или вредными, нередко затем приобретали огромную важность. Так, оказавшиеся вредными плесневые грибы дали человечеству антибиотики, а многочисленные бактерии, также казавшиеся бесполезными, работают на человечество, включенные в технологию добычи ряда видов полезных ископаемых и т. д. Генофонд ныне существующих организмов — это бесценный эволюционный дар, от правильного использования которого во многом зависит направление научно-технического прогресса в самых различных областях деятельности человека.

studfiles.net

60. Влияние антропогенных факторов на естественную экосистему

Антропогенными факторами среды называется совокупность влияний человека на живые организмы. Это влияние также может быть прямым, например, когда человек вырубает лес или отстреливает животных, или косвенным, проявляющимся в воздействии человека на абиотические и биотические факторы среды, например, изменение состава атмосферы, почвы, гидросферы, или изменение структуры экосистем

Воздействие человека может быть прямым и косвенным. Например, вырубка и раскорчевка леса оказывают не только прямое действие, но и опосредованное - изменяются условия существования птиц и зверей. Подсчитано, что с 1600 г. человеком уничтожено 162 вида птиц, свыше 100 видов млекопитающих и множество других видов растений и животных. Но, с другой стороны, он создает новые сорта растений и породы животных, увеличивает их урожайность и продуктивность. Искусственное переселение растений и животных также оказывает влияние на жизнь экосистем. Так, кролики, завезенные в Австралию, размножились настолько, что причинили огромный ущерб сельскому хозяйству.

Наиболее очевидное проявление антропогенного влияния на биосферу - загрязнение окружающей среды. Значение антропогенных факторов постоянно растет, по мере того как человек все больше подчиняет себе природу.

61. Охарактеризуйте основные этапы антропогенеза

1. Парапитек (ок.35 млн.л.н. дали начало человекообр.обезьянам) 2.Египтопитек (ок. 30 млн.л.н. прогрессивное развитие гол.мозга, по сравнению с узконосыми обезьянами) 3.Дриопитек (около 20 млн.л.н. выделились группы полудревесных, полуназемных обезьян, от которых произошли современные человекообр.обезьяны.) 4. Протоантропы (австралопитеки, парантропы. Ок.5 млн.л.н. рост 130-50, масса 36-65 кг. Передвиг. На 2 ногах, полувыпрямленные, перед.конечностями могли хватать палки и камни для охоты и защиты, сплошной надбровный валик) 5. Человек умелый(ок 2 млн.л.н. Vмозга=700 см3, увел.лобн. и темен.доли, изготовл. Примитивные орудия труда ) 6. Древнейшие люди (Питекантропы - 1млн.-500 тыс.л.н.Vмозга=900 см3, низкий лоб, сплошной надбровный валик, отсутствие подбородочного выступа, появились зачатки речи, стадный образ жизни. Синантропы – 600-400 тыс.л.н. Vм = 1200 см3, меньше размер лицевого черепа, пользовались огнем, орудия труда из костей и камней, зачатки свода стопы, изгиб позвоночника) 7. Древние люди(неандертальцы – 200-100 тыс.л.н. Vм = 1400 см3, надбровные валики, низкий лоб, зачатки подбородочного выступа, добывали и поддерживали огонь, разделение труда, передача навыков потомкам) 8. Люди современного типа (появились ок.50 тыс.л.н. – рост 180 см, Vм = 1800 см3, высокий лоб, сглаженные надбровные валики, хорошо выражен подбородочный выступ, строили жилища, одевали одежды из шкур, начали приручать животных и заниматься земледелием).

62. Человек как биологический компонент биосфера

Человеку как биологическому виду необходимы строго определенные эволюцией условия окружающей среды, или экологические факторы: газовый состав воздуха, набор ассимилируемых с пищей веществ, температура окружающей среды, режим освещенности, влажности и многое другое. При этом требования любого живого организма к качеству окружающей среды консервативны. При отклонении факторов среды от нормы возможны нарушения жизнедеятельности вплоть до несовместимости с жизнью.

Человек входит в биотический компонент биосферы, где он связан пищевыми цепями с продуцентами. Сам являясь консументом 1-го и 2-го порядков, гетеротрофом, пользуется готовыми органическими веществами и биогенными элементами, участвует в биотическом круговороте веществ. Человек подчиняется закону физико-химического единства живого вещества (В.И. Вернадский).

При всей разнокачественности живых организмов они настолько физико — химически сходны, что вредное для одних не может быть абсолютно безвредным для других.

Для человека выполняется закон соответствия условий среды генетической предопределяемос-ти организма: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям. В связи с этим преобразование человеком природы опасно для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека, представляющего собой биологический вид.

Биосфера является единственным местом обитания человека и других живых организмов. Из теории В.И. Вернадского следует закон незаменимости биосферы: биосфера — это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. «Человек, как и все живое, может мыслить и действовать ..., только в области жизни — в биосфере ..., с которой он неразрывно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция.» Экологической нишей человека, то есть совокупностью всех факторов среды, в пределах которых возможно существование в природе данного вида, является вся земля.

studfiles.net

Влияние антропогенных факторов на здоровье населения

Негативное влияние человека на свое собственное здоровье огромен. Разнообразие средств, которыми он разрушает свое здоровье и генофонд, не может не впечатлять: ядохимикаты и бытовая химия, тяжелые металлы и пластмассы, шум и электромагнитные поля, радиация, промышленные отходы, нефть и многое другое.

Антропогенный поток поступления токсикантов в окружающую среду превалирует над естественным (50–80%) и лишь в некоторых случаях сопоставим с ним.

Воздействие загрязнений на организм весьма многообразно и зависит от вида, концентрации, длительности и периодичности воздействия. В свою очередь, реакция организма определяется индивидуальными особенностями, возрастом, полом, состоянием здоровья человека. В целом более уязвимы дети, больные, лица, работающие во вредных производственных условиях, курильщики.

В соответствии с оценками экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) различают пять категорий реакций состояния здоровья населения на загрязнение окружающей среды:

1) повышение смертности;

2) повышение заболеваемости;

3) наличие функциональных изменений, превышающих норму;

4) наличие функциональных изменений, не превышающих норму;

5) относительно безопасное состояние.

Упомянутые категории можно рассматривать как относительные показатели, совокупно характеризующие состояние здоровья человека и качество окружающей среды. Показателем здоровья в первую очередь является средняя ожидаемая продолжительность жизни.

В зависимости от дозы, времени и характера воздействия химических загрязнений в организме человека развиваются острые или хронические отравления, а также имеют место отдаленные болезнетворные патологические процессы.

Кратковременное поступление в организм больших количеств токсических веществ приводит к развитию клинически выраженного патологического процесса — острого отравления. Такие отравления подразделяются на легкие, средней тяжести и тяжелые. Последние иногда заканчиваются смертельным исходом.

Хронические отравления обусловлены систематическим или периодическим поступлением в организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ. Эти отравления редко имеют ярко выраженную клиническую картину. Их диагностика весьма сложна, так как одно и то же вещество у одних лиц вызывает поражение печени, у других — кроветворных органов, у третьих — почек, у четвертых — нервной системы. Только незначительное число химических загрязнителей при воздействии в малых дозах вызывают строго специфический патологический процесс, подавляющее же большинство дает так называемый общетоксический эффект.

Под «отдаленными последствиями» или «отдаленным эффектом» влияния химических загрязнителей понимается развитие болезнетворных процессов и патологических состояний у людей, имеющих контакт с химическими загрязнителями среды обитания в отдаленные сроки их жизни, а также в течение жизни нескольких поколений их потомства. Отдаленные эффекты объединяют широкую группу патологических процессов. Патологические явления в нервной системе в более отдаленный после химических воздействий период вызывают такие болезни как паркинсонизм, полиневриты, парезы и параличи, психозы; в сердечно-сосудистой системе — инфаркты и т.д.

Отдаленным эффектом с последствиями является канцерогенез (образование злокачественных новообразований), мутагенез (нарушения наследственности на генетическом уровне), эмбринотропное (на внутренний плод) действие ядов.

О значении отдаленных эффектов можно судить по статистике смертности от сердечно-сосудистых патологий (около 50 %), злокачественных образований (около 20 %) в промышленно развитых городах.

Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека

Огромное число вредных веществ находится в воздухе, которым мы дышим. Это и твердые частицы, например, частицы сажи, асбеста, свинца, и взвешенные жидкие капельки углеводородов и серной кислоты, и газы, такие как оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы. Все эти загрязнения, находящиеся в воздухе, оказывают биологическое воздействие на организм человека: затрудняется дыхание, осложняется и может принять опасный характер течение сердечно-сосудистых заболеваний.

В таблице 1 представлен общий список заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха. 

Таблица 1. Список заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха

По оценкам экспертов загрязнение атмосферного воздуха сокращает продолжительность жизни в среднем на 3–5 лет.

Наиболее чувствительны к воздействию атмосферного загрязнения органы дыхательной системы. Токсикация организма происходит через альвеолы легких, площадь которых (способная к газообмену) превышает 100 м2. В процессе газообмена токсиканты поступают в кровь. Твердые взвеси в виде частиц различных размеров оседают в различных участках дыхательных путей. здоровье население антропогенный заболевание

Согласно данным статистики в США, все виды транспорта дают 60% общего количества загрязнений, поступающих в атмосферу, промышленность – 17%, энергетика – 14%, остальные – 9% приходятся на отопление зданий и других объектов и уничтожение отходов.

Ведущим антропогенным фактором антропогенного воздействия на качество атмосферного воздуха и здоровье населения в городах является автомобильный транспорт.  Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.

К числу вредных компонентов относятся и твёрдые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды (некоторые из них обладают канцерогенными свойствами). Закономерности распространения в окружающей среде твёрдых выбросов отличаются от закономерностей, характерных для газообразных продуктов. Крупные фракции (диаметром более 1 мм), оседая поблизости от центра эмиссии на поверхности почвы и растений, в конечном счете, накапливаются в верхнем слое почвы. Мелкие фракции (диаметром менее 1 мм) образуют аэрозоли и распространяются с воздушными массами на большие расстояния.

На основании статистики отработавшие газы (ОГ) содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Влияние этих веществ на здоровье человека показано в таблице 2.

Таблица 2. Влияние отработанных газов автомобилей на организм человека

Немаловажное влияние на здоровье населения оказывает существующая в воздухе пыль. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы, морские брызги. Около 15– 20% общего количества пыли и аэрозолей в атмосфере – дело рук человека: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).

Кроме того, в последнее время специалисты в медицинской экологии уделяют пристальное внимание заболеваниям, приводящим к нарушению репродуктивного здоровья. Этому способствуют такие загрязнители среды, как бензол, мышьяк, нефтепродукты, а также радиация. Большое внимание уделяется стойким органическим загрязнителям, основными из которых являются диоксины и полихлорированные бифенилы. Именно они в большей степени, чем другие соединения, ответственны за нарушение репродуктивного здоровья мужчин, женщин и даже у детей.

Влияние загрязнения гидросферы на здоровье человека

Вода – это минерал, обеспечивающий существование живых организмов на Земле. Вода входит в состав клеток любого животного и растения. Недостаточное количество воды в организме человека приводит к нарушению вывода продуктов обмена пищеварения, кровь обедняется водой, человека лихорадит. Доброкачественная вода – важный фактор жизни человека, животных и их здоровья.

Сегодня во всем мире наибольшую опасность водам суши несет загрязнение. Под загрязнением подразумеваются всевозможные физические и химические отклонения от природного состава воды: частое и длительное ее помутнение, повышение температуры, гниющие органические вещества, присутствие в воде сероводорода и других ядовитых веществ. Ко всему этому прибавляются еще и сточные воды: хозяйственно-бытовые, пищевой промышленности, сельского хозяйства. Нередко сточные воды содержат нефтепродукты, цианиды, соли тяжелых металлов, хлор, щелочи, кислоты. Не следует забывать и о заражении вод гербицидами и радиоактивными веществами. Также сегодня повсеместно воды загрязнены сбрасываемым отовсюду мусором. Кроме того, сбросовые воды с полей попадают в водоемы неочищенными.

В результате роста промышленности сильно загрязняются водоемы и реки. Можно установить различные категории загрязнений, в зависимости от химической природы, вызывающей их. На предприятиях нефтехимической и химической промышленности вода используется как растворитель, при этом образуются, как правило, специфические сточные воды. На целлюлозно-бумажных и гидролизных заводах вода нужна в качестве рабочей среды. В этом же качестве она используется на предприятиях легкой и пищевой промышленности. Среди загрязняющих веществ от промышленных предприятий наиболее заметно загрязнение углеводородами. Производство и широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, обуславливает их поступление вместе со сточными водами во многие водоемы, в том числе в источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Неэффективность очистки воды от ПАВ является причиной их появления в питьевой воде водопроводов. Поверхностно-активные вещества могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающуюся способность водоемов, организм человека.

Интенсивное использование земель в сельском хозяйстве усилило загрязнение водоемов смывами с полей вод, содержащих химические вещества, пестициды. Многие загрязняющие вещества могут попадать в водную среду из атмосферы вместе с осадками. Например, такой элемент как свинец. Разница между средними концентрациями свинца безвредными для людей и теми, что вызывают симптомы отравления самая маленькая. Первым под удар попадают нервная и кровеносная системы, особенно к свинцовым отравлениям чувствительны дети.

Опыт работы лаборатории по анализу качества воды показал, что к наиболее распространенным загрязнителям воды (содержание компонентов превышает нормативы) можно отнести железо, марганец, сульфиды, фториды, соли кальция и магния, органические соединения, др. Какие же отрицательные свойства воде могут придавать те или иные компоненты в случае их содержания выше нормативов?

Повышенное содержание железа в воде (более 0,3 мг/л) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий. При употреблении для питья воды с содержанием железа выше норматива человек рискует приобрести различные заболевания печени, аллергические реакции, др.

Повышенное содержание марганца в воде оказывает мутагенное действие на человека. Присутствие марганца в питьевой воде может вызывать накопление отложений в системе распределения.

Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты). Они придают воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, в 1 л которой хлоридов больше 350 мг, а сульфатов больше 500 мг, считается неблагоприятной для здоровья.

Наличие в воде сульфидов (сероводорода) оказывает на человека токсическое действие и вызывает раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов.

По данным отечественных исследователей, употребление шахтной воды, содержащей 0,2-1 мг/л мышьяка, вызывает расстройство центральной, и особенно периферической, нервной системы с последующим развитием полиневритов. Безвредной признана концентрация мышьяка 0,05 мг/л.

Согласно современным научным данным, нитраты в кишечнике человека под влиянием обитающих там бактерий восстанавливаются в нитриты. Всасывание нитратов ведет к образованию метгемоглобина и к частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода

Таким образом, в основе метгемоглобинемии лежит та или иная степень кислородного голодания, симптомы которого проявляются в первую очередь у детей, особенно грудного возраста. Они заболевают преимущественно при искусственном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводятся водой, содержащей нитраты, или при употреблении этой воды для питья. Дети старшего возраста менее подвержены этой болезни, а если заболевают, то менее тяжело, так как у них сильнее развиты компенсаторные механизмы. Употребление воды, содержащей 2-11 мг/л нитратов, не вызывает повышения в крови уровня метгемоглобина, тогда как использование воды с концентрацией 50-100 мг/л резко увеличивает этот уровень. Метгемоглобинемия проявляется цианозом, увеличением содержания в крови метгемоглобина, снижением артериального давления. Эти симптомы специалисты зарегистрировали не только у детей, но и у взрослых. Содержание нитратов в питьевой воде на уровне 10 мг/л является безвредным.

Уран – широко распространенный в природных водах радиоактивный элемент. Особенно большие его концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.

Кадмий накапливаясь в почках, вызывает гипертонию, ослабляет иммунитет организма, оказывает негативное воздействие на умственные способности человека, т.к. вытесняет необходимый для нормальной работы мозга цинк.

Алюминий, накапливаясь в организме, может стать причиной старческого слабоумия, повышенной возбудимости, вызвать нарушения моторных реакций у детей, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты, неврологические изменения, связанные с болезнью Паркинсона.

Строго регламентируется и предельно допустимая концентрация в воде некоторых добавок, применяемых для осветления воды (например, полиакриламида, сернокислого алюминия).

Существует такой показатель как перманганатная окисляемость (норматив 5 мг О2/л, не более, это общая концентрация кислорода, соответствующая количеству иона перманганата (МnО4-), потребляемому при обработке данным окислителем пробы воды), который характеризует меру наличия в воде органических (бензин, керосин, фенолы, пестициды, гербициды, ксилолы, бензол, толуол) и окисляемых неорганических веществ (соли железа (2+), нитриты, сероводород). Органические вещества, обусловливающие повышенное значение перманганатной окисляемости, отрицательно влияют на печень, почки, репродуктивную функцию, а также на центральную нервную и иммунную системы человека. Вода, имеющая перманганатную окисляемость выше 2 мг О2/л, не рекомендуется к употреблению.

Токсичность вышеназванных компонентов не настолько велика, чтобы вызвать острое отравление, но при длительном употреблении воды, содержащей упомянутые вещества в концентрациях выше нормативных, может развиться хроническая интоксикация, приводящая в итоге к той или иной патологии. Следует учитывать также, что токсическое воздействие веществ может проявляться не только при оральном (через рот) поступлении их с водой, но и при всасывании через кожу в процессе гигиенических (душ, ванна) или оздоровительных (плавательные бассейны) процедур. Таким образом, чтобы ответить на вопрос о пригодности воды для питья необходимо оценить образец как минимум по вышеуказанным параметрам.

По санитарным нормам любая вода, которая течет из крана, должна отвечать стандартам питьевой воды. Однако эти нормы далеки от качества горячей воды. В момент подачи горячей воды со станции температура составляет 130 градусов. Такую жару, естественно, не выдержит ни один микроб. Однако на своем пути, по ржавым и сносившимся теплосетям, жидкость не только насыщается живыми и очень вредными микроорганизмами, но и химически опасными веществами. В первую очередь – это железо, свинец, мышьяк, хром, ртуть. Главную угрозу, в первую очередь для здоровья волос и кожи, представляет активный хлор, который при высоких температурах образует в воде крайне ядовитое вещество - диоксин. Скапливаемые в горячей воде микробы и микроэлементы губительны для поврежденных участков кожаного и волосяного покрова. Кожные болезни и заболевания волос во многом становятся серьезной проблемой благодаря попаданию в пораженные участки патогенных веществ.

Влияние загрязнения литосферы на здоровье человека

Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается. 

Окончательная обработка отходов, на сегодняшний день, означает либо их захоронение на свалке, либо сжигание, и два этих вида окончательной обработки оказывают разное, но в обоих случаях негативное, влияние на окружающую среду.

Размещение отходов на свалках ведет к выделению метана - одного из парниковых газов и опасных химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду. По результатам работ различных авторов, исследовавших все аспекты размещения отходов на свалках, отмечается не только сильное поверхностное загрязнение почв на больших территориях, но и подземных вод и грунтов до глубин более 20 м.

Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.

Другой источник опасности – химические удобрения. Например, фосфорорганические соединения (ФОС) сегодня довольно интенсивно производятся и используются в сельском хозяйстве. Большинство ФОС, даже низко токсичные, характеризуются кумулятивным эффектом и поэтому могут представлять опасность для здоровья человека. Отравляющее действие ФОС заключается в угнетении фермента, который участвует в процессе передачи нервных импульсов.

Отравление сопровождается головной болью, головокружением, слабостью, иногда рвотой. В тяжелых случаях наступает потеря сознания, поражаются почки, печень, сердце, возможен летальный исход.

Ртутьорганические соединения (РОС) являются мощными фунгицидами и бактерицидами. Они высокотоксичные, легко проникают в мозг, характеризуются кумулятивным эффектом. РОС используются для предпосевного протравливания семян. Поэтому чаще отравления связаны со случайным употреблением такого дезинфицированного сырья. Главным действующим веществом является ртуть. Попадая в кровь, она накапливается в различных органах, связывается с 8-5-группа-ми ферментов и нарушает их работу. В случае отравления появляются металлический привкус во рту, слабость, головная боль. Высокие дозы ртути приводят к смерти от острой сердечно-сосудистой недостаточности или к тяжелым нарушениям сознания. Из биологического круговорота ртуть изымается только в результате ее выноса в Мировой океан и захоронения в донных осадочных отложениях.

Минеральные удобрения относятся к основным загрязнителям окружающей среды. Сегодня промышленность выпускает несколько сотен наименований азотных, фосфатных, калийных и комбинированных удобрений. Ежегодно в почвы вносятся десятки миллионов тонн удобрений. Растения усваивают лишь около 40% этой массы, остальные попадает в водоемы и загрязняет их. Кроме того, через избыточные концентрации удобрений в почве они также в чрезмерных количествах накапливаются в растениях и попадают к нашему столу.

Другие источники опасности для здоровья человека

Помимо перечисленных выше антропогенных факторов угрозу здоровью представляют также электромагнитное излучение, вибрационное загрязнение, радиация и шумовое воздействие.

Излишнее электромагнитное излучение влияет, прежде всего, на нервную систему человека. При напряженности электромагнитного поля 1000 В/м появляются головная боль и ощущение усталости, при больших значениях - бессонница, развиваются неврозы и другие заболевания.

Особенно опасны мощные армейские радиолокационные станции (РЛС): напряженность электромагнитного поля вблизи их антенн настолько высока, что птицы, которые пролетают мимо, сгорают заживо. В районах радиостанций и военных РЛС уровень электромагнитных излучений превышает предельно допустимый в 4-8 раз, а вблизи высоковольтных линий электропередач (более 1000 кВт) - в 20 раз. В закрытых помещениях источником электромагнитного загрязнения зачастую бывают телевизоры и мониторы компьютеров. От длительной работы с ЭВМ развиваются заболевания глаз, кожи, появляются аллергии, депрессия. У женщин-операторов компьютерной техники, которые в течение 6 - 10 лет ежедневно контактируют с этой аппаратурой, нарушается менструальный цикл, может развиться рак молочных желез, желудочно-кишечные заболевания, наблюдаются нарушения психики, случаются срывы беременности. Такие случаи зафиксированы в США, Швеции, Японии. Эти факты свидетельствуют о необходимости строго соблюдать нормы контактирования с телеаппаратурой и ЭВМ как ежедневно, так и в течение года, особенно девушкам и молодым женщинам. Длительный контакт с телеаппаратурой особенно опасен для детей.

Вибрационное загрязнение. Вибрации в среде, которые возникают при выполнении различных работ (укладка бетона, дробление пород или дорожных покрытий, пользование отбойным молотком), вызывают вибрации всего организма или отдельных его частей. Длительное воздействие вибраций опасно для здоровья: повышается утомляемость, развивается вибрационная болезнь у шахтеров-проходчиков, могут произойти сотрясение мозга, разрыв тканей, нарушение работы сердца и функции нервной системы. Для уменьшения влияния вибраций на организм людей применяются коллективные и индивидуальные средства защиты: кожухи для механизмов, упругие основы и опоры, виброгасящие перчатки, прокладки и коврики.

Радиация. Среди радиоактивных веществ активное участие в процессах метаболизма принимают стронций-90 (90 Sг), цезий-137 (137 Сs), йод-131 (131 I). Именно они стали главными загрязнителями окружающей среды после аварии на Чернобыльской АЭС. Эти элементы попадают в организм с пылью, водой, в некоторой степени им присущи кумулятивные свойства и способность накапливаться в трофических цепях. У человека радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, цезий - в печени, стронций - в костях. Йод-131 вызывает сильное, но кратковременное облучение (он имеет короткий период полураспада и относительно быстро выводится из организма). Стронций и цезий, период полураспада которых составляет тысячи лет, вызывают облучение в течение всей жизни человека.

Ионизирующее излучение обладает высокой биологической активностью. Оно негативно влияет на живое вещество, в том числе и на человека, а в случае больших доз приводит к смерти. Ионизирующее излучение может действовать двояко. Во-первых, оно поражает носителей наследственности - молекулы ДНК, вызывая хромосомные и генные мутации. Последствия таких мутаций проявляются сразу или через несколько поколений. Во-вторых, ионизирующее излучение способно поражать клетки и ткани (прежде всего, повреждая ферменты) и вызвать соматические нарушения, проявляющиеся в ожогах, катарактах, снижении иммунитета, ненормальном течении беременности, развитии злокачественных опухолей различных органов. Теперь выяснено, что не бывает безвредных доз радиации: вероятность заболеваний возрастает прямо пропорционально поглощенной дозе облучения.

Шум отвлекает нас, мешает сосредоточиться, вызывает изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышение содержания холестерина в крови встречаются чаще у людей, проживающих в шумных районах. Под воздействием шума нарушается сон, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль. Со временем это приводит к переутомлению, снижению работоспособности, болезням.

Шум усугубляет эмоциональную нагрузку. Каждый лишний децибел приводит к потере производительности труда на 1%, риск потери слуха увеличивается на 1,5% и на 0,5% – сердечно-сосудистых расстройств.

Шум является причиной 11% несчастных случаев на производстве. От шума возможно стойкое снижение слуха, учащение дыхания, ухудшение зрения, расстройство голосовых связок, вегетативной нервной системы, повышенный риск возникновения язвенной, ишемической и других болезней. Выявили четкую связь между гипертонией и воздействием шума.

Наиболее чувствительны к действию шума люди старших возрастов: до 27 лет на шум реагируют около 46% людей, 28-37 лет – 57%, 38-58 лет – 62%, старше 58 лет – 72%. Установлено, что женский организм более чувствителен к воздействию шума, особенно высокого уровня. Чрезмерный шум ослабляет иммунную систему, может стать причиной нервного истощения, в отдельных случаях полового бессилия у мужчин, вызывает преждевременные роды у женщин. Шум приводит к бессоннице, снижает память, скорость реакции. По статистике сегодня 20 из 150 млн. россиян страдают тугоухостью.

Шум становится причиной преждевременного старения. В тридцати случаях из ста шум сокращает продолжительность жизни людей в крупных городах на 8-12 лет. Под влиянием шума изменяются углеводный, жировой, белковый, солевой обмены веществ, что проявляется в изменении биохимического состава крови (снижается уровень сахара в крови). Такие болезни, как гастрит, язвы желудка и кишечника, чаще всего встречаются у людей, живущих и работающих в шумной обстановке.

Однако на человека опасное воздействие оказывает и неслышимый инфразвук. Действие инфразвуков известно по усыпляющему эффекту. При воздействии инфразвука в первую очередь нарушается функциональное состояние нервной системы. Эти изменения ведут к заболеваниям печени, головного мозга, миокарда. Нарушаются биологическое окисление и биоэнергетические процессы. Не случайно многие исследователи подчеркивают особое влияние инфразвука на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, страха, а при высокой интенсивности инфразвука – чувство слабости до полной прострации, как после сильного нервного потрясения. При высокой его интенсивности испытуемые жаловались на полную потерю зрения. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер.

biofile.ru

Антропогенные факторы и их влияние на природную среду

В ходе исторического процесса взаимодействия природы и общества происходит непрерывное усиление влияния на окружающую среду антропогенных факторов. По масштабам и степени воздействия на лесные экосистемы одно из важнейших мест среди антропогенных факторов занимают рубки главного пользования. Рубка леса в пределах расчетной лесосеки и с соблюдением экологолесоводственных требований является одним из необходимых условий развития лесных биогеоценозов.

Характер воздействия рубок главного пользования на лесные экосистемы в значительной степени зависит от применяемой техники и технологии лесозаготовок.

В последние годы в лес пришла новая тяжелая многооперационная лесозаготовительная техника. Внедрение ее требует неукоснительного соблюдения технологии лесозаготовительных работ, в противном случае возможны нежелательные экологические последствия: гибель подроста хозяйственно ценных пород, резкое ухудшение водно-физических свойств почв, увеличение поверхностного стока, развитие эрозионных процессов и др. Это подтверждается данными натурного обследования, проведенного специалистами Союзгипролесхоза в некоторых областях нашей страны. Вместе с тем немало фактов, когда разумное применение новой техники с соблюдением технологических схем лесосечных работ, учитывающих лесоводственные и природоохранные требования, обеспечивало необходимое сохранение подроста и создавало благоприятные условия для восстановления лесов ценными породами. В этой связи заслуживает внимания опыт работы с новой техникой лесозаготовителей Архангельской обл., которые добиваются с помощью разработанной технологии сохранения 60% жизнеспособного подроста.

Механизированные лесозаготовки существенно изменяют микрорельеф, строение почвы, ее физиологические и другие свойства. При использовании в летний период валочных (ВМ-4) или валочно-трелевочных машин (ВТМ-4) минерализуется до 80-90% площади лесосек; в условиях всхолмленного и горного рельефа такие воздействия на почву в 100 раз увеличивают поверхностный сток, усиливают эрозию почвы, а следовательно, снижают ее плодородие.

Особенно большой вред лесным биогеоценозам и окружающей среде в целом сплошные рубки могут причинять в районах с легко уязвимым экологическим балансом (горные районы, притундровые леса, районы вечной мерзлоты и др.).

Отрицательное влияние на растительность и особенно на лесные экосистемы оказывают промышленные выбросы. Они влияют на растения непосредственно (через ассимиляционный аппарат) и косвенно (изменяют состав и лесорастительные свойства почвы). Вредные газы поражают надземные органы дерева и ухудшают жизнедеятельность микрофлоры корней, в результате чего резко снижается прирост. Преобладающим газообразным токсикантом является сернистый газ - своеобразный индикатор загрязнения воздушной среды. Значительный вред оказывают аммиак, окись углерода, фтор, фтористый водород, хлор, сероводород, окислы азота, пары серной кислоты и др.

Степень поражения растений загрязняющими веществами зависит от целого ряда факторов, и прежде всего от вида и концентрации токсикантов, продолжительности и времени их воздействия, а также от состояния и характера лесонасаждений (их состава, возраста, полноты и др.), метеорологических и других условий.

Более устойчивыми к действию токсических соединений являются средневозрастные, а менее устойчивыми - спелые и перестойные насаждения, лесные культуры. Лиственные породы более устойчивы к действию токсикантов, чем хвойные.

Рассмотрим таблицу 1.2.1, в которой указаны ПДК в воздухе для древесных пород.

Таблица 2.1 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе для древесных пород

Как видно из таблицы, в некоторых случаях максимальные среднесуточные концентрации веществ всего в 2-3 раза меньше максимальных разовых концентраций (например, азота окислы, бензол). Это означает, что даже при незначительном увеличении промышленных выбросов произойдут губительные для древесных пород изменения.

Наблюдения за лесом в районе химического завода с 1961 по 1975 г. показали, что прежде всего стали усыхать сосновые насаждения. За этот же период средний радиальный прирост упал на 46% на расстоянии 500 м от источника выбросов. У березы и осины листва оказалась поврежденной на 30-40%. В 500-метровой зоне лес полностью усох через 5-6 лет после начала поражения, в 1000-метровой через 7 лет.

На площади поражения с 1970 по 1975 гг усохших деревьев было 39%, сильноослабленных - 38% и ослабленных - 23%; на расстоянии 3 км от завода ощутимое поражение леса отсутствовало.

Наибольшее поражение лесов от промышленных выбросов в атмосферу наблюдается в районах крупных промышленных и топливно-энергетического комплексов. Имеют место и очаги поражения более мелкого масштаба, которые также наносят немалый вред, снижая природоохранные и рекреационные ресурсы района. Это относится прежде всего к малолесным районам. Для предотвращения или резкого снижения поражения лесов необходимо осуществление комплекса мероприятий.

Отвод лесных земель для нужд той или иной отрасли народного хозяйства или перераспределение их по назначению, а также прием земель в состав гослесфонда являются одной из форм воздействия на состояние лесных ресурсов. Сравнительно большие площади отводятся под сельскохозяйственные угодья, для промышленного и дорожного строительства, значительные площади используются горнопромышленной деятельностью, энергетической, строительной и другой промышленностью. На десятки тысяч километров через леса и другие угодья тянутся трубопроводы для перекачки нефти, газа и т. д.

Велико влияние лесных пожаров на изменение окружающей среды. Проявление и подавление жизнедеятельности ряда компонентов природы нередко связано с действием огня. Во многих странах мира формирование природных лесов в той или иной степени связано с влиянием пожаров, которые оказывают отрицательное влияние на многие процессы жизни леса. Лесные пожары наносят серьезные травмы деревьям, ослабляют их, обусловливают образование ветровала и бурелома, снижают водоохранно-защитные и другие полезные функции леса, способствуют размножению вредных насекомых. Воздействуя на все компоненты леса, они вносят серьезные изменения в лесные биогеоценозы и экосистемы в целом. Правда, в некоторых случаях под влиянием пожаров создаются благоприятные условия для возобновления леса - прорастания семян, появления и формирования самосева, особенно сосны и лиственницы, а иногда ели и некоторых других древесных пород.

На земном шаре лесные пожары ежегодно охватывают площадь до 10-15 млн. га и более, а в отдельные годы эта цифра увеличивается более чем вдвое. Все это ставит проблему борьбы с лесными пожарами в разряд первоочередных и требует большого внимания к ней лесохозяйственных и других органов. Острота проблемы возрастает в связи с быстрым народнохозяйственным освоением слабо обжитых лесных территорий, созданием

территориально-производственных комплексов, ростом населения и его миграцией. Это относится прежде всего к лесам Западносибирского, Ангаро-Енисейского, Саянского и Усть-Илимского производственных комплексов, а также к лесам некоторых других районов.

Серьезные задачи по охране природной среды возникают в связи с возрастанием масштабов использования минеральных удобрений и пестицидов.

Несмотря на их роль в повышении урожайности сельскохозяйственных и других культур, высокую экономическую эффективность, следует отметить, что при несоблюдении научно обоснованных рекомендаций их использования могут иметь место и негативные последствия. При небрежном хранении удобрений или плохой заделке их в почву возможны случаи отравления ими диких животных и птиц. Безусловно, химические соединения, используемые в лесном и особенно в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями и болезнями, нежелательной растительностью, при уходе за молодыми насаждениями и др., нельзя отнести к совершенно безвредным для биогеоценозов. Отдельные из них оказывают отравляющее действие на животных, некоторые в результате сложных превращений образуют токсические вещества, способные накапливаться в организме животных и растений. Это обязывает строго следить за выполнением утвержденных правил использования пестицидов.

Применение химических препаратов при уходе за молодыми лесными насаждениями повышает пожароопасность, нередко снижает устойчивость насаждений к вредителям леса и болезням, может оказывать отрицательное влияние на опылителей растений. Все это должно учитываться при ведении хозяйства в лесу с применением химических препаратов; особое внимание должно быть обращено при этом на водоохранные, рекреационные и другие категории лесов защитного назначения.

В последнее время расширяются масштабы гидротехнических мероприятий, возрастает водопотребление, и это, в свою очередь, приводит к нарушению лесных насаждений (зачастую они теряют свои водоохранные и водорегулирующие функции). Значительные отрицательные последствия для лесных экосистем может вызвать подтопление, особенно при строительстве гидроэлектростанции с системой водохранилищ.

К подтоплению огромных территорий и образованию мелководий приводит создание крупных водохранилищ, особенно в равнинных условиях. Образование мелководий и болот ухудшает санитарно-гигиеническую обстановку, отрицательно сказывается на природной среде.

Особый ущерб причиняет лесу пастьба скота. Систематическая и неурегулированная пастьба приводит к уплотнению почвы, уничтожению травянистой и кустарниковой растительности, повреждению подроста, изреживанию и ослаблению древостоя, снижению текущего прироста, поражению лесных насаждений вредителями и болезнями. При уничтожении подроста покидают лес насекомоядные птицы, поскольку их жизнь, гнездование чаще всего связаны с нижними ярусами лесонасаждений. Наибольшую опасность пастьба вызывает в горных районах, так как эти территории более всего подвержены эрозионным процессам. Все это требует особого внимания и осторожности при использовании лесных участков под пастбища, а также для сенокошения.

Серьезные изменения в биогеоценозе вызывает рекреационное использование лесов, особенно неурегулированное. В местах массового отдыха нередко наблюдается сильное уплотнение почвы, что приводит к резкому ухудшению ее водного, воздушного и теплового режимов, снижению биологической активности. В результате чрезмерного вытаптывания почвы могут погибнуть целые насаждения или отдельные группы деревьев (они ослабляются до такой степени, что становятся жертвами вредных насекомых и грибных болезней). Чаще всего от рекреационного пресса страдают леса зеленых зон, расположенных в 10-15 км от города, в окрестностях баз отдыха и местах массовых мероприятий. Определенный ущерб наносится лесам механическими повреждениями, разного рода отходами, мусором и др. Наименее устойчивы к антропогенному воздействию хвойные насаждения (ель, сосна), в меньшей степени страдают лиственные (береза, липа, дуб и др.).

Степень и ход дигрессии определяются устойчивостью экосистемы к рекреационной нагрузке. Устойчивость леса к рекреации определяет так называемую емкость природного комплекса (предельное количество отдыхающих, которое может без ущерба выдержать биогеоценоз). Важным мероприятием, направленным на сохранение лесных экосистем, повышение их рекреационных свойств, является комплексное благоустройство территории с образцовым ведением здесь хозяйства.

Отрицательные факторы действуют, как правило, не изолированно, а в виде определенных взаимосвязанных компонентов. При этом действие антропогенных факторов часто усиливает отрицательное влияние природных. Например, влияние токсических выбросов промышленности и транспорта чаще всего сочетается с повышенной рекреационной нагрузкой на лесные биогеоценозы. В свою очередь, рекреация и туризм создают условия для возникновения лесных пожаров. Действие всех этих факторов резко снижает биологическую устойчивость лесных экосистем к вредителям и болезням.

При исследовании влияния на лесной биогеоценоз антропогенных и природных факторов необходимо учитывать, что отдельные компоненты биогеоценоза тесно связаны как между собой, так и с другими экосистемами. Количественное изменение одного из них неизбежно вызывает изменение во всех остальных, а существенное изменение всего лесного биогеоценоза неизбежно сказывается на каждом его компоненте. Так, в зонах постоянного действия токсических выбросов промышленности постепенно меняется видовой состав растительности и животного мира. Из древесных пород в первую очередь повреждаются и погибают хвойные Из-за преждевременного отмирания хвои и уменьшения длины побегов меняется микроклимат в насаждении, что сказывается на изменении видового состава травянистой растительности. Начинают развиваться травы, способствующие размножению полевых мышей, систематически повреждающих лесные культуры.

Определенные количественные и качественные характеристики токсических выбросов приводят к нарушению или даже полному прекращению плодоношения у большинства древесных пород, что отрицательно сказывается на видовом составе птиц. Появляются устойчивые к действию токсических выбросов виды вредителей леса. В результате образуются деградированные и биологически неустойчивые лесные экосистемы.

Проблема снижения отрицательного воздействия антропогенных факторов на лесные экосистемы путем проведения целой системы охранных и защитных мероприятий неразрывно связана с мерами по охране и рациональному использованию всех других компонентов на основе разработки межотраслевой модели, учитывающей интересы рационального использования всех ресурсов среды в их взаимосвязи.

Приведенная краткая характеристика экологической взаимосвязи и взаимодействия всех компонентов природы показывает, что лес, как ни один другой из них, обладает мощными свойствами положительно влиять на окружающую природную среду. Будучи средообразующим фактором и активно влияя на все процессы эволюции биосферы, лес испытывает при этом и на себе влияние разбалансированной антропогенным воздействием взаимосвязи между всеми другими компонентами природы. Это и дает основание считать растительный мир и происходящие при его участии природные процессы ключевым фактором, определяющим генеральное направление поиска интегральных средств рационального природопользования.

Природоохранные схемы и программы должны стать важным средством выявления, предупреждения и решения проблем взаимоотношений человека и природы Такие разработки помогут решить эти проблемы как в целом по стране, так и по ее отдельным территориальным единицам.

Экологические факторы воздействуют на лесные насаждения непосредственно, косвенно и комплексно. В свою очередь и воздействуют на окружающую среду.

Это влияние леса исключительно разнообразно. Оно положительно сказывается на всех сторонах жизни и хозяйственной деятельности человека.

Лес как предмет, обладающий свойством воспроизводить древесину, а также особыми механическими, химическими и биологическими свойствами, благотворно воздействует на землю, воду, воздух, климат, человека и выступает как средство труда.

Именно поэтому любые воздействия, вызывающие снижение его полезных функций и ослабление присущих ему природных свойств, недопустимы и несовместимы с охраной природы. Охрана леса улучшает и усиливает его функции как средства труда. Охрана природы непосредственно связана с формами и методами использования лесных ресурсов. Формы использования должны соответствовать требованиям охраны природы. Все лесоводственные, биологические, экологические, оздоровительные и другие мероприятия, направленные на повышение роста, продуктивности, сохранности, разумного и рационального использования древесных и недревесных ресурсов и других полезных и качеств лесов, одновременно являются и природоохранными.

У всех древесных и кустарниковых пород наибольшее количество всасывающих корней находится в верхнем почвенном слое, где сосредоточено множество ценных для растений питательных элементов - азота, подвижных соединений калия, фосфора, кальция, магния, серы, а также микроэлементов.

Верхний слой лесных почв является самым плодородным по сравнению с другими слоями почвогрунтов. Вот почему нельзя допускать водной эрозии, особенно на территориях с выраженным рельефом, где возможно возникновение эрозионных процессов в виде смыва верхнего слоя почв дождевыми и талыми водами и размыва почвогрунтов с образованием оврагов. Смыв верхнего слоя почв сильно влияет на снижение эффективности роста, а следовательно, значительно снижает устойчивость лесных насаждений.

Существенную роль в жизни леса играет лесная подстилка. Она состоит из опавших листьев, хвои, веток и других мелких растительных остатков и является материалом для образования в почве гумуса. Исследованиями установлено, что насаждение дуба 100-летнего возраста, например, в течение только одной осени сбрасывает 3-5,5 т листвы на 1 га площади. При разложении этого опада образуется, кг/га: азота 35-55; калия 20- 34; кальция 55-96; фосфора 5-8; серы 5-8; алюминия и железа 4-6; кремния 17-28; магния 8-13. Эти данные показывают, что в лесной подстилке аккумули-руются большие запасы важнейших питательных веществ, необходимых для роста и развития древесных и кустарниковых пород. Следовательно, она является основным естественным источником плодородия лесных почв.

В ельниках-зеленомошниках спелого возраста в зоне средней тайги на площади 1 га с опадом ежегодно в почву возвращается, кг: N 52,2- 53,6; СаО 63,9-66,8; MgO 9,8-12,0; К2О 14,9-20,1; Р2О5 5,5-6,1; SO3 12,9-20,4; SO2 24,1-40,1.

В еловых лесах наиболее интенсивный опад наблюдается ранней весной, а в сосновых - ранней осенью и весной. В пределах одного типа леса запасы подстилки меняются с возрастом, достигая наивысших показателей в старых лесных сообществах. Наименьшие запасы подстилки отмечаются в более сухих типах леса, однако с повышением влажности почвогрунтов они увеличиваются; в сфагновых сосняках лесная подстилка превращается в торф. Наивысшие запасы наблюдаются в северных лесах, в зоне тайги по мере же продвижения на юг они уменьшаются.

В хвойных насаждениях лесная подстилка состоит из хвои - 21-36 %, мелких веток - 26-40, коры - 4-20 и шишек - до 22 %. Значительное количество опада дают кустарники - лещина, бузина, дерен белый, акация желтая и клен татарский.

В сосняках-долгомошниках, несмотря на уменьшенный по сравнению с черничниками опад хвои, ветвей и коры, накопление органического вещества происходит быстрее вследствие его замедленного разложения в более влажных условиях среды. Поэтому увеличение веса подстилки наблюдается в наиболее влажных и избыточно увлажненных типах леса.

Наименьшей влагоемкостью отличается лишайниковый покров, а наибольшей - покров из кукушкина мха (политрихума) и сфагнума. В зоне смешанных лесов, где имеется оптимальное количество влаги в слое опада, лесная подстилка разлагается очень быстро. Масса опада, т/га в пересчете на воздушно-сухое вещество, в чистых (однопородных) культурах 80-100-летнего возраста, произрастающих в дендропарке "Тростянец" Черниговской обл., выражается в следующих показателях (таблица 1.2.2).

Таблица 2.2 - Масса опада, в чистых культурах, произрастающих в дендропарке "Тростянец"

Как видно из таблицы 2.2. наибольшей массой отпада отличается ель обыкновенная и другие хвойные породы: сосна, пихта, туя и лиственница. Далее по убыванию идут твердо-, а затем и мягколиственные породы.

Лесная подстилка является регулятором теплового режима. С одной стороны, она плохо проводит тепло из-за наличия в ней большого количества воздуха и влаги, а с другой - обладает и значительной теплоемкостью: снижает суточные колебания температуры, содействует сохранению тепла, уменьшает промерзание почвогрунта.

В смешанных и сложных лесных насаждениях опада накапливается больше, чем в чистых однопородных. Опад хвои разлагается в 2-3 раза медленнее опада листвы. Примесь опада лиственных к опаду хвойных пород ускоряет разложение лесной подстилки и способствует процессу гумификации, вследствие чего быстрее и эффективнее повышается плодородие лесных почв.

Исследованиями установлено, что лесная подстилка хорошо защищает почву от заиления водопроводящих скважин, что способствует поглощению талых и дождевых вод и погашению поверхностного стока. Подстилка обладает свойством удерживать значительное количество влаги, примерно в 1,5-2 раза больше своей массы. Она предохраняет почвогрунты от смыва и размыва путем замедления скорости движения поверхностных вод и перевода их во внутрипочвенный сток.

Слой почвы, покрытый подстилкой, защищает почвогрунт от вредного влияния ультрафиолетовых лучей, губительно действующих на микроорганизмы, большая часть которых развивается в верхних почвенных слоях. Из лесной подстилки поступает в почву много водорастворимых органических веществ, которые являются питательным материалом для микрофлоры в минеральных слоях почвы, а также для деревьев и кустарников. Кроме того, из подстилки в почву поступают минеральные продукты питания - карбонаты, фосфаты, сульфаты, нитраты. При удалении подстилки вымывание питательных веществ из почвы усиливается, а следовательно, происходит ее обеднение важнейшими элементами питания - азотом, фосфором и калием.

Основные причины слабого разложения подстилки в хвойных лесах лесной зоны и в лесных насаждениях засушливых районов - наличие малого количества микроорганизмов в опаде, которые в процессе своей жизнедеятельности перерабатывают лесную подстилку, превращая ее в перегной (гумус) и другие различные соединения, усвояемые деревьями и кустарниками.

Состав микрофлоры в лесной подстилке меняется в течение вегетационного сезона, соответствуя каждой стадии разложения растительного опада.

Одним из важнейших условий успешного развития лесных насаждений является воздушный режим почвы. Почвенный воздух - источник кислорода для дыхания корней лесных пород и источник кислорода и азота для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Наилучший воздухообмен наблюдается на участках с рыхлой почвой и лесной подстилкой. Уничтожение подстилки и уплотнение верхних слоев почвы ведет к сокращению деятельности микроорганизмов, а следовательно, к снижению эффективности роста и ослаблению жизнестойкости лесных сообществ.

Исследованиями установлено, что многократное удаление лесной подстилки в лесных насаждениях снижает их производительность на 2-3 класса бонитета. Даже однократное ее удаление отрицательно сказывается на продуктивности леса.

Перемешивание лесной подстилки с верхним слоем почв легкого механического состава (песчаных, супесчаных и легкосуглинистых) в целях содействия естественному возобновлению сосны обыкновенной и других пород нельзя рассматривать как успешное мероприятие, поскольку капиллярное поднятие воды в смешанный слой из нижележащего минерального горизонта почвы практически неосуществимо.

Наряду с многими положительными и ценными свойствами лесная подстилка обладает и некоторыми отрицательными. Например, в местах избыточного увлажнения лесной зоны она может иногда способствовать усилению заболачивания почвогрунтов. Такое явление возможно на участках леса с низкими показателями дренажа почвогрунтов, где наблюдается застой воды.

Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что в лесных насаждениях независимо от их целевого назначения нельзя сгребать и удалять лесную подстилку, листья и другие мелкие растительные остатки, а также допускать уплотнение почвы. В целях выращивания более продуктивных и устойчивых лесов нужно применять соответствующие мероприятия, содействующие повышению плодородия лесных почв путем качественного улучшения растительного опада, образующего лесную подстилку.

Существенную роль в сохранении и улучшении лесной среды играют животные, причем особое значение для жизни леса имеют рыжие лесные муравьи, рода формика, которые предотвращают вспышки массового размножения многих хвое- и листогрызущих насекомых-вредителей. Рыжие лесные муравьи одного муравейника средних размеров за один летний период уничтожают до 5-8 млн. вредителей.

Наблюдения в Арчединском механизированном лесхозе Волгоградской обл. показали, что в радиусе 45 м от муравейника черепашки было в 7 раз меньше, чем в более удаленных местах. Исследованиями установлено также необходимая численность муравейников на 1 га в разных типах леса: в сосняках 4 активных муравейника диаметром 1,3-1,5 м, в дубравах 6-7; численность муравейников меньших размеров должна быть соответственно больше.

В лесах Подолии установлена закономерность снижения численности1 дубовой листовертки в зависимости от расстояний между муравейника ми и пораженными деревьями. Например, листва на деревьях дуба, расположенных от муравьиных гнезд на расстоянии 10- 15 м, была объедена гусеницами на 15-20 %, а на деревьях, удаленных от муравейников на 50 м и более, на 70-90 %.

Муравьи успешно справляются и с гусеницами шелкопряда. Особенно эффективное уничтожение этих вредителей наблюдается в местах, где на 1 м леса приходится 15-20 муравьев .

Исследованиями установлено, что 64 % съедаемой муравьями пищи составляют вредные для леса насекомые (гусеницы дубовой листовертки, зимней пяденицы, личинки щелкунов, долгоносиков и многие другие), 22 % - полезные насекомые (наездники, тлевые коровки, тахины жужелицы и др.) и 13,5 % - индифферентные для леса и неопределенные животные.

Положительное влияние муравьев на лесные насаждения и лесную среду не ограничивается только уничтожением вредных насекомых. Их деятельность распространяется и на почвы. Прокладывая ходы в почве, они тем самым способствуют перемещению ее слоев, в результате чего повышается доступ воздуха к корням деревьев и кустарников. Такая работа происходит постоянно, как в период строительства гнезда, так и в последующее время в связи с непрерывным переустройством жилищ. В муравьиных гнездах и вокруг них накапливается значительное количество экскрементов, что также способствует повышению плодородия почвы. Взрыхленная муравьями почва является наиболее благоприятной для возобновления хвойных пород.

Непосредственное влияние муравьев на лес сводится к следующему: почва обогащается гумусом; исчезают насекомые-вредители; увеличивается численность насекомоядных и промысловых птиц; успешно возобновляются требовательные к почве древесные породы; повышается продуктивность и биологическая устойчивость лесных насаждений.

Результаты изучения жизнедеятельности муравьев таежных биоценозов Сибири показали, что этих насекомых можно успешно использовать для защиты урожая семян хвойных пород, особенно на участках, где регулярно проводится сбор семян. При заготовке шишек предпочтение следует отдавать семенным деревьям, расположенным возле муравейника. Кроме того, целесообразно искусственное насыщение лесосеменных участков гнездами муравьев. К оценке контролирующей роли муравьев в биоценозе следует подходить с учетом уровня стабильности кормовой базы и возможной максимальной численности птиц в каждом участке леса.

biofile.ru

• 
  У всех растений семя развивается в плодах
• 
  Симбиоз мицелия гриба с корнями высших растений
• 
  Установите соответствие между растением и систематической группой
• 
  Как называется растение которое похоже на пальму
• 
  Степи растения и животные степей 4 класс
• 
  На мой взгляд крапива самое любопытное растение
• 
  Растения и животные красной книги ивановской области
• 
  Растения в удмуртии занесены в красную книгу
• 
  К каким организмам относятся бактерии растения животные
• 
  Заростки каких растений образуют микоризу с грибами
• 
  Растения и животные красная книга тверской области