Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
red0;Министерство сельского хозяйства РФ
Департамент научно-технической политики и образования
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Тверская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра экологии и общей биологии
Методические указания
к лабораторному занятию по курсу
« Основы экологии»
на тему: «Антропогенный фактор»
для студентов очного и заочного отделений по специальности 110301 - «Механизация сельского хозяйства»
Сахарово
2010г.
Составители: к.вет.н., доцент Волкова Н.А.
ассистент Козадаева Л.Ю.
Рецензент: д.вет.н., профессор, зав.кафедрой анатомии и морфологии
с.-х. животных Никитина З.Я.
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры:
Протокол № 3 от 11 ноября 2010 г.
Методической комиссией биотехнологического факультета
Протокол № 3 от 17 ноября 2010 г.
Содержание
Стр.
Цель и порядок выполнения работы……………………………….….4
.Рост народонаселения…..………………………………………… ……..4
2.Сведение лесов………………………………….……………...............5
3. Антропогенное изменение аграрных ландшафтов…………………………… 6
4. Биогеохимические круговороты основных химических элементов…………7
5.Загрязнение среды отходами агропромышленных производств…………….8
6.Негативное влияние использования сельскохозяйственной
техники на агробиогеоценозы ……………………………………………9
7.Загрязнение окружающей среды минеральными удобрениями и пестицидами………………………………………………………………….11
8.Загрязнение сельскохозяйственных экосистем радионуклидами………………………………………………………………………....13
9.Загрязнение сельскохозяйственных экосистем металлическим мусором……………………………………………………………………......13
10.Группы антропогенных факторов…………………………………..14
Вопросы для самоконтроля …………………………….……………...16
Список литературы ………………………………………………….....17
Цель занятия: Получить представление о последствиях воздействия, обусловленных многофазной производственной деятельностью человека.
Материалы и оборудование: Табличный материал.
Порядок выполнения работы: Ознакомление с кратким изложением теоретического материала, при необходимости конспектирование, изучение табличного материала, обсуждение конкретных примеров.
Человек как биологический вид - компонент биосферы и экологический фактор, оказывающий влияния на свое окружающую среду. Антропогенное воздействие на природу усиливалось по мере увеличения численности населения нашей планеты. Считается, что 10 тыс. лет назад на Земле обитало приблизительно 5 млн. человек. Люди существовали за счет даров природы. С развитием растениеводства и животноводства численность человеческой популяции существенно увеличилась. К началу новой эры население Земли составило 200 млн. человек. Затем темпы прироста населения резко ускорились, что, полагают, связано не только с демографическими процессами, но и с развитием науки. Научные достижения способствовали увеличению производства пищевых продуктов, с одной стороны, и повышению эффективности методов борьбы с заболеваемостью людей с другой.
Так до начала 18 века человечество увеличилось со средней скоростью 1% за столетие, что соответствовало удвоению численности за тысячу лет. В средине 20 века скорость прироста резко увеличилась. 1969 г население мира увеличилось на 2 % за год, 1989 г. - 1,8 %. В настоящее время каждое десятилетие добавляет к общей численности еще 1 млрд. человек. Так в 1992 г. население Земли было - 5,6 млрд. человек, к 2000 году - 6,1 млрд. человек. Этот стремительный рост называется демографическим взрывом.
Рост численности населения сопровождался расширением его ареала. Люди сейчас живут: практически повсюду. Они освоили даже такие места, которые считали непригодными для жизни (Северный и Южный полюса и т. д.). Сфера воздействия человека на природу расширилась, и сейчас на Земле практически нет экосистем, которые не испытывали бы антропогенного влияния (глубины океана, космическое пространство и т. д.).
Человек разработал сельскохозяйственные и индустриально -промышленные экосистемы. Во многих регионах созданные человеком аграрные ландшафты отличаются высокой биологической продуктивностью. Появились промышленные предприятия, работающие по безотходным технологиям, по принципу природных биогеоценозов.
Однако хозяйственная деятельность человека далеко не всегда экологична. Нередко она приводит к непредвиденным негативным последствиям, становится причиной ухудшения условий жизнедеятельности растений, животных, людей, деградации природных комплексов, гибели цивилизации.
2.Сведение лесов
Окружающая природная среда сильно изменилась и изменяется в связи с уничтожением лесов. А как известно лес поглощает атмосферное загрязнение, антропогенного происхождения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод. Леса нашей планеты занимают площадь около 42 млн. км2, ежегодно площадь их уменьшается на 2 %. А в ряде регионов Азии леса были уничтожены полностью это привело к изменению природно - климатических условий. Климат стал суше. Уровень грунтовых вод снизился. Усохли и исчезли мелкие реки. Условия для ведения сельского хозяйства ухудшились. В тропиках и субтропиках, где были сведены леса, появились саванны, которые затем превратились в степи, а нередко в полупустыни и пустыни.
3.Антропогенное изменение аграрных ландшафтов
Другая причина негативных изменений в аграрных ландшафтах –эрозия почв - процесс разрушения почвенного покрова и сноса его частиц ветром (ветровая эрозия, или дефляция) или потоками воды (водная эрозия). Разрушение почвы водой проявляется в виде плоскостной (смыв) и вертикальной (размыв) эрозий. При вертикальной эрозии образуются промоины, канавы, овраги. В результате неграмотного ведения сельского хозяйства, почвы обширных территорий сельскохозяйственных угодий подвергнуты эрозии. Плодородие эродированных почв снизилось, а в некоторых случаях земли стали бесплодными и непригодными для сельскохозяйственного использования.
Трансформация структуры и функции аграрных ландшафтов наблюдается при создании ирригационных сооружений (водохранилищ, каналов и др.) водная мелиорация - один из эффективных факторов регуляции и оптимизации водного режима почв и повышения урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур. Однако ирригация, проводимая без учета экологических законов, может стать причиной неблагоприятных изменений в природе. Перераспределение водных масс в ландшафтах нередко приводит к повышению уровня грунтовых и поверхностных вод в одном месте и понижению - в другом. При повышении уровня грунтовых и поверхностных вод происходит заболачивание и засоление полей, садов, огородов, пастбищ. Значительное снижение уровня грунтовых вод становится причиной иссушения почв и снижения их плодородия. Водный режим почв может изменяться как на относительно небольшом, ограниченном участке ландшафта, так и на обширной территории. Примером негативных изменений водного режима большого региона может служить обмеление Аральского моря. В бассейне Арала широко развито орошаемое земледелие. Безвозвратное водопотребление региона, прилегающего к Аралу, составляет приблизительно 60 млрд. м3 в год больше суммарного стока рек Сырдарьи и Амударьи. В результате этого уровень Аральского моря резко понизился, а соленость воды повысилась. Природно - климатические условия изменились не только в бассейне Арала, но далеко за его пределами. Условия для развития растениеводства, животноводства и рыболовства ухудшились.
4.Биогеохимические круговороты основных химических элементов
Под влиянием человеческой деятельности становится иным круговорот не только воды, но и углерода. Изменение геохимических циклов углевода сопровождается увеличением содержания в атмосфере диоксида углерода. Причин повышения концентрации СО2 в воздухе много. Главная из них - сжигание горючего топлива (угля, нефти и др.). Увеличение содержания в атмосфере диоксида углерода может привести к негативным последствиям глобального масштаба нарушению баланса между поступлением солнечной радиации к Земле и ее отражением в космическое пространство.
Высокая концентрация СО2 в атмосфере препятствует отражению инфракрасных лучей от Земли и может способствовать разогреванию биосферы (тепличный эффект). Пока неясно, разогревается ли сейчас биосфера или эффект сдерживается антропогенным загрязнением атмосферы пылевыми частицами, дымом и т. д. Загрязнение атмосферы пылью и дымом препятствует проникновению солнечной радиации к поверхности Земли и способствует похолоданию. Противодействие двух противоположных эффектов - потепления и похолодания – делает неустойчивым экологическое равновесие, обеспечивающих равновесие в экосистемах, появляются «срывы», что приводит к возникновению природно-климатических и погодных катализаторов: засух и наводнений, бурь и землетрясений и т. д. Неблагоприятные изменения природно - климатических условий препятствует успешному ведению сельского хозяйства.
5.Загрязнение среды отходами агропромышленных
производств
Негативные перемены в природных комплексах происходят также от загрязнения среды отходами агропромышленных производств: заводов и фабрик, животноводческих ферм и комплексов, мясокомбинатов, ветеринарных лабораторий и т. д. Так, в районах металлургических заводов, перерабатывающих сульфидные руды, отмечено загрязнение атмосферы диоксидом серы. Окисляясь до серного ангидрида и соединяясь с водяными парами, он образует серную кислоту. Возникают кислотные дожди. Формирование кислотных дождей происходит также при, загрязнении среды - азотными соединениями, образующими при сжигании угля, нефти, мазута, торфа и т. д. Соединение оксидов азота с водяными парами приводит к образованию азотной кислоты, которая наряду с серной кислотой выпадает в виде осадков.
Отходы агропромышленных предприятий - частая причина загрязнения водоемов, в результате чего питьевые качества воды ухудшаются. Вода может приобретать токсические свойства. Использование загрязненных водоемов для водопоя стад часто приводит к заболеванию животных. При поливе загрязненной водой полей, садов, огородов отмечены случаи гибели возделываемых растений.
6.Негативное влияние использования сельскохозяйственной
техники на агробиогеоценозы
Антропогенный фактор, оказывающий резко выраженное влияние на агробиогеоценозы - использование сельскохозяйственной техники. Мобильная техника для распашки почв, уборки урожая и других сельскохозяйственных работ оказывает механическое, химическое, акустическое и электромагнитное воздействия на живую и неживую природу.
Механическое воздействие на почву приводит к ее уплотнению, разрушению структуры, увеличению в ней тонкодисперсных частиц. Физические свойства почвы ухудшаются, что способствует развитию водной и ветровой эрозии. Нарушается газовый обмен между почвой и атмосферным воздухом. В результате уплотнения в почве создаются анаэробные условия, развиваются процессы брожения (анаэробиоз).
В условиях анаэробиоза при неполном окислении углеродсодержащих веществ, прежде всего клетчатки, в почве образуются оксикислоты, токсичные для проростков семян культурных растений, что значительно снижает их полевую всхожесть. Из-за уплотнения почвы изменяются протекающие в ней биохимические и биологические процессы. Усиливаются денитрификация и десульфофикация. Прекращается мобилизация трудно - и недоступных для растений форм фосфора. В результате активизации сульфатредуцирующих бактерий в почве накапливается сероводород - вещество, токсичное для организмов. Одновременно подавляется жизнедеятельность аэробных свободноживущих и симбиотрофных азотофиксирующих микроорганизмов, что снижает накопление в почве связанных форм азота. В анаэробных условиях резко возрастает накопление закисных форм железа и алюминия, токсично влияющих на растения. Плодородие почв снижается.
При постоянной пахоте в почве формируется плужная подошва, ухудшая условия произрастания растений. При механическом воздействии на почву рабочих органов машин погибают почвенные организмы. Жатки, косилки, комбайны уничтожают мелких животных и выводки птиц. Это происходит в основном в период уборочных работ.
Химическое воздействие сельскохозяйственной техники заключается главным образом в загрязнении почвы, водоемов и воздуха химическими соединениями, использующимися при работе агрегатов. Окружающая среда загрязняется нефтепродуктами. При проведении технического ухода за машинами, промывке карбюраторов, консервации техники в почву попадают отработанные масла, каустик и т. д. В результате загрязнения затормаживаются почвообразовательные процессы, уничтожаются растительные и животные организмы. Мобильная сельскохозяйственная техника служит источником звукового (шумового) загрязнения среды.
7.Загрязнение окружающей среды минеральными удобниями и пестицидами
Причиной негативных изменений в природе может быть загрязнение среды минеральными удобрениями и пестицидами, широко распространенными во многих странах мира. Отмечены случаи неблагоприятных изменений в природе из-за неграмотного применения азотных, калийных и фосфорных минеральных удобрений. Так, при внесении в почву больших количеств калийных удобрений происходит изменение химического состава растений. В растительных тканях увеличивается концентрация калия, уменьшается содержание кальция и особенно магния. Кормовые качества растений ухудшются. У животных, поедающих такие растения, может развиваться заболевание, называемое пастбищной тетанией.
Пестициды - химические препараты, предназначены для уничтожения вредителей сельского хозяйства. Одни из них предназначены для борьбы с насекомыми (инсектициды), другие - с клещами (акарициды), третьи - с сорными растениями (гербициды), четвертые с вредителями животных, например мышами и крысами (зооциды) и т. д.
Неграмотное применение пестицидов также может стать причиной негативных явлений в сельском хозяйстве, и в окружающей природной среде.
Известны сотни видов пестицидов, многие из которых применяют в аграрных, травяных, лесных биогеоценозах. Стойкие пестициды долго сохраняются в среде. Накопление их в почве зависит от дозы и частоты применения. В садах и огородах, обильно обрабатываемых пестицидами, в почве содержалось до 30- 50 кг ДДТ на 1 га. Растения, произрастающие на почве, загрязненной пестицидами, всасывают их и накапливают в своих тканях. Усвоение пестицидов происходит не только через корневую систему, но и через листья и стебли при опрыскивании растений раствором. Ядовитые вещества могут мигрировать по всей биосфере, так как ее компоненты взаимосвязаны. Пестициды перемещаются из одного биогеоценоза в другой с движущимся воздухом, дождевыми тучами, с поверхностными и грунтовыми водами, по пищевым цепям и т. д.
Мигрируя, ядовитые вещества изменяются под влиянием воды, воздуха, солнечных лучей, физико-химического состава организмов. Многие пестициды преобразуются в новые химические соединения, как безвредные для организмов, так, и, наоборот, более токсичные.
Однако широкое использование пестицидов не дает желаемого результата. Многие вредители сумели приспособиться к пестицидам, поскольку у насекомых вырабатывается устойчивость к ним. Приходится вначале увеличивать концентрацию, а затем искать новые химические средства защиты. В Дании, например, пестициды против мух меняют каждые два - три года.
Многие пестициды неспецифичны - они убивают всех подряд насекомых. Отрицательный эффект от применения пестицидов связан с тем, что они уничтожают не только вредных насекомых, но и их естественных врагов (сверхпаразитов). Поэтому разрушаются механизмы, при помощи которых численность вредителей, в биогеоценозах поддерживалась на определенном, обычно низком, уровне. А если у насекомых, кроме того, вырабатывается устойчивость к пестицидам, то после его использования наступает неожиданная вспышка - массовое размножение вредителя, гак как механизмы, сдерживающее его развитие, подавляются. Примером могут служить тетраниховые клещи. До применения пестицидов они встречались редко, а в настоящее время на борьбу с ними расходуют около половины производимых пестицидов.
8.Загрязнение сельскохозяйственных экосистем
радионуклидами.
Загрязнение сельскохозяйственных экосистем радионуклидами при авариях атомных электростанций - еще один пример нежелательного побочного эффекта развития ядерной физики и внедрения, научных достижении в производство (в энергетику). Долгоживущие радионуклиды, как и стойкие пестициды, распространились по всей биосфере. Поэтому заложниками радиоактивных загрязнений стали не только растительные и животные организмы, но и человек.
9.Загрязнение сельскохозяйственных экосистем металлическим мусором
Отрицательные последствия дает и загрязнение сельскохозяйственных экосистем металлическим мусором.
Высокоразвитые промышленные страны производят множество различных металлических изделий. Часть из них предназначены для сельского хозяйства. Десятки тракторов, плугов, борон, сеялок, культиваторов, комбайнов, жаток, подборщиков, молотилок, автопоилок, доильных агрегатов, различных устройств и приспособлений, сотни метров труб, неполный перечень того, что поступает во многие сельскохозяйственные экосистемы. Эксплуатация приборов, механизмов, машин, различных устройств ограничена временем вследствие их износа, устаревания и порчи. Металлолом частично возвращается в плавильные печи и перерабатывается, а другая его часть теряется, загрязняя среду.
В хозяйствах, где поля, луга, пастбища, склады фуража и корма, животноводческие помещения и прифермерские территории загрязнены кусками проволоки, гвоздями и другими остроконечными предметами, у крупного рогатого скота развивается тяжелая болезнь травматический ретикулит, суть которого состоит в травматическом повреждении сетки. Очень быстрое, неразборчивое поедание корма, недостаточное его переживание способствуют попаданию инородных тел в ротовую полость животных. Инородные предметы проглатываются и попадают в преджелудки. В момент сокращения сетки они могут повреждать ткани, перфорировать стенку органа. В. Я. Никитин показал, что негативные антропогенные изменения в природе - основная причина бесплодия сельскохозяйственных животных.
10.Группы антропогенных факторов
Все многочисленные антропогенные факторы можно объединить в четыре группы (Лаптев).
1. Факторы - тела: почвы, рельеф, водоемы, здания, растения, животные и пр. Как правило, факторы тела неподвижны, например курганы. Интродуцированные растения и животные представляют исключение. Многие из факторов - тел существуют давно, например почвы, озера.
2. Факторы - вещества: химические элементы, радиоактивные вещества, выбросы предприятий и т. д. Факторы вещества не ограничены пространством, степенью концентрации: одни из них быстро разрушаются, другие находятся в природе, не изменяясь, длительное время - десятки, сотки, тысячи лет.
3. Факторы процессы: вспашка почвы, коррозия металлов, перемещение растений и животных и т. п. Факторы - процессы обладают большой динамичностью.
. Факторы - явления: загрязнения воздуха, воды, почв, радиоволны, электрический ток и т. д. Их действие пространственно ограничено, при увеличении расстояния от источника загрязнения они исчезают.
Вопросы для самоконтроля.
10.Группы антропогенных факторов.
Список литературы:
1.Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь –справочник./Н.Ф. Реймерс М.:Мысль, 1990 г, 637 с.
. Степановских Н.А. Общая экология/ Н.А. Степановских Курган, 1996 г. 463с.
.Уразаев Н.А, Вакулин А.А., Никитин А.В. и др. Сельскохозяйственная экология/ Н.А Уразаев, А.А. Вакулин, А.В.Никитин и др. М.:Колос, 2000 г., 304 с.
.Уразаев Н.А., Биогеоценоз и болезни животных/Н.А. Уразаев, М.:Колос, 1978 г., 207 с.
.Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В. Агроэкология/ В.А. Черников Р.М. Алексахин, А.В. Голубев М.Колос, 2000 г., 536 с.