Контрольные вопросы к теме №4
Какие основные функции в организме человека позволяет поддерживать солнечное излучение?
Что обозначает термин «длительность инсоляции»?
От каких величин зависит к.е.о.?
Постоянен ли к.е.о. для конкретной точки помещения в разные дни суток, года?
Как определить световой коэффициент? Что он характеризует?
Может ли световой коэффициент быть равен нулю? Отрицательной величине?
От чего зависит величина светового коэффициента?
Чему равен коэффициент заложения?
Чем отличается угол падения от угла отверстия?
Угол отверстия равен одному градусу. Достаточная ли естественная освещенность такого помещения?
Что характеризует угол отверстия?
Может ли угол падения быть меньше угла отверстия? А наоборот?
Почему не рекомендуется красить потолок в черный цвет?
Достаточно ли одной лампочки накаливания мощностью 100 Вт для освещения комнаты 20 кв. м (напряжение 220 В)?
Почему спальню не рекомендуют окрашивать в оранжевый цвет?
5 Природная среда
5.1 Природные условия, влияющие на живые организмы
Живые организмы (включая человека) не могут жить изолировано от окружающей природной среды. Компонентами внешней среды, влияющими на жизнедеятельность организмов, являются вода, воздух, почва, продукты питания, природные условия, люди и животные, результаты деятельности человека и др. Некоторые компоненты являются экологическими факторами для конкретной группы организмов.
Экологические факторы – это те внешние воздействия окружающей среды (ОС), которые вызывают ответную реакцию организма, вплоть до полного исчезновения (гибели) вида.
Безразличные для одной группы организмов внешние воздействия могут оказаться экологическими факторами для других организмов.
В качестве примера можно рассмотреть содержание в воздухе серного ангидрида (SО2). В результате взаимодействия с парами воды в воздухе он создает условия для формирования «кислотных дождей». Подкисление водных экосистем вызывает ответную реакцию живых водных организмов (вплоть до их гибели). Т.е. SО2 – это экологический фактор для водных обитателей. В то же время на человека как на организм кислотный дождь практически не действует. Однако в будущем он может сказаться на снижении запасов растительной и животной пищи, тогда он станет экологическим фактором и для человека.
Экологический фактор называется ведущим, если его изменение вызывает смену биоценозов (экологических сообществ). Так, ведущим фактором является температура, изменение которой приводит к смене природных зон: от тропической до полярной.
На рис. 5.1 приведена типичная зависимость качества жизни от значения экологического фактора. На этой зависимости выделяются две характерные зоны: зона оптимума и зона угнетения (пессимума).
жизнедеятельности
Рис. 5.1 – Зависимость качества жизни организма
от интенсивности действия факторов
Благоприятный диапазон воздействия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения (пессимум). Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Если изменение фактора превысит минимум или максимум для организмов, то наступает массовая гибель.
Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы.
Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает или, как говорят, «лимитирует» развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химик-органик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина, и устойчивость последнего во времени».
В настоящее время толкование этого закона расширили, распространив на все живые организмы. В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.
Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя 70 лет после Ю. Либиха американский зоолог В. Шелфорд (1913 г.), сформулировавший закон толерантности (толерантность с латыни – «терпение»). У каждого организма существуют верхняя и нижняя границы амплитуды допустимых колебаний факторов, в которых организм может существовать.
Чем шире границы амплитуды допустимых колебаний факторов, тем выше устойчивость организма, тем он толерантней (т.е. более устойчивый к воздействию неблагоприятных факторов).
Из закона толерантности ученые сделали несколько выводов:
организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении другого;
организмы с широким диапазоном толерантности по всем факторам наиболее широко распространены на Планете;
если уровень одного экологического фактора выходит за границы диапазона толерантности, то может измениться диапазон толерантности и по другим факторам;
пользоваться оптимальными условиями среды часто организмам мешают внутривидовые отношения;
период размножения является критическим, так как многие факторы среды становятся лимитирующими.
Еще один закон – закон квантитативной компенсации означает: количественные значения в ходе различных явлений на очень больших территориях стремятся сохранять постоянные значения.
Т.е., согласно закону, биосфера стремится поддерживать средние значения на больших территориях. Знание этого закона позволяет прогнозировать развитие биосферы и ее компонентов. Это давно использовали в народных предсказаниях: если зима теплая, то лето будет прохладным; если где-то засуха, то в другой местности могут пройти обильные дожди; если где-то неурожай, то это компенсируется небывало высоким урожаем в другом месте. Закон квантитативной компенсации позволяет не опасаться гибели современной цивилизации от географических причин.
Биосфера уравновесит любые возмущения и сохранит жизнь на Земле!
Но! Это возможно лишь в случае, если человек не будет вносить негативных возмущений. Антропогенные факторы настолько сильны, что полностью подавляют функции саморегуляции биосферы.