Upload
mayanic07
View
315
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
vezbe zzs
Citation preview
ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ
ВЕЖБЕ
ТЕМА 1. ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ И ЕКОЛОГИЈА
1
Екологија- првобитно и ново значење
1. У изворном значењу екологија је биолошка дисциплина.
• Најпре ју је дефинисао немачки зоолог Ернест Хекел, који је први пут термин екологија употребио у делу “Општа морфологија” (1866).
• Зачетником екологије се ипак сматра Чарлс Дарвин, најпознатији од свих биолога, творац теорије порекла врста, односно њихове органске револуције и аутор дела “Постанак врста” (1859). 2
Екологија- првобитно и ново значење
2. Екологија у савременом значењу- релативно млада научна дисциплина и нова интердисциплинарна наука, односно “наука будућности”.
• Данас је више од науке о стаништима, већ третира многа животна, природна, друштвена, економско-социјална питања људи на Планети.
• Под еколозима се подразумевају стручњаци различитих дисциплина: географи, просторни планери, геолози, климатолози, лекари, правници, економисти, филозофи, социолози...
• Заједнички интерес за питања животне средине и ресурса, као и брига за очување природе.
3
Екологија у Србији
• До развоја екологије у Србији долази у другој половини XIX в.
• То се десило након појаве студије Јосифа Панчића “Флора Кнежевине Србије” (1884).
• У својој студији је описао 2.422 биљних врста које самоникло расту на територији Србије.
• Његов највећи допринос је
откриће Панчићеве оморике
(1876).
4
Екологија у Србији
• Најважнији тренутак у Србији за еколошку теорију и праксу је објављивање дела Синише Станковића “Оквир живота: начела екологије”.
• Позиција човека и његових односа према екосистему је дошла у први план као примарни предмет еколошке теорије и праксе.
5
Односи организама и животне средине
• Животни (еколошки) фактори - сви утицаји који постоје и одређују животну средину и омогућавају живот одређеног организма у њој.
• То су:
Температура;
Влажност ваздуха и земљишта;
Светлост;
Сунчева енергија;
Ветар;
Односи међу организмима (компетиција, симбиоза, предаторство...).
6
Односи организама и животне средине
• За одређено живо биће дати еколошки фактори су неопходни животни услови, док за друго живо биће можда немају утицаја.
• Тако је ветар неопходан за опстанак биљака које помоћу њега обављају опрашивање (анемофилне биљке), док су за неке биљке неопходни инсекти (ентомофилне биљке), који обављају процес опрашивања.
• Температура расте од сванућа према поподневним часовима, достижући максимум око 13h, а затим опада, постајући најнижа пред излазак Сунца.
7
Односи организама и животне средине
• Еколошка валенца (амплитуда) – опсег варирања појединих еколошких фактора у оквиру кога је могућ опстанак дате врсте.
• На пр. Т у нашим областима варира током дана, као и у току сезоне, углавном у вредностима између -20 °С до +40 °С, што организми који су прилагођени овим условима могу да поднесу.
• Изван граница еколошке валенце долази до прекида животних процеса и смрти организма.
• Трска, на пр. има широку еколошку валенцу према Т, а уску према влажности ваздуха и подлоге.
8
Односи организама и животне средине
9
Односи организама и животне средине
Абиотички фактори су:
Климатски (светлост, топлота, вода, влажност, ваздух и ветар);
Едафски ( физичко-хемијске и биолошке одлике матичне стене и земљишта);
Орографски (одлике рељефа);
Геофизички (магнетизам, гравитација, осцилаторна таласна кретања).
10
Односи организама и животне средине
Биотички фактори су:
Утицај биљака на биљке;
Утицај животиња на биљке;
Утицај животиња на животиње;
Међусобни утицаји мокроорганизама, као и њихов утицај на биљке и животиње;
Утицај човека (антропогени фактор) – сва позитивна и негативна деловања на природу уопште.
11
Односи организама и животне средине
• Животна форма – скуп морфолошких, анатомских, физиолошких и фенолошких одлика неке врсте.
• Најчешће одражавају одлике станишта.
• Специфични, а слични услови животне средине, на различитим местима на Земљи, утичу на појаву сличних особина и формирање сличних (конвергентних) животних форми.
• Тако су сисари који живе у води, китови, делфини, фоке веома слични једни другима, а обликом тела наликују рибама.
• Исто, месната форма кактуса, која расте у сушним областима Америке, је слична млечики која расте у сушним областима Африке.
12
Организација биолошких система
• Једноставни биолошки системи, малих дименизија, какви су биомолекули, субћелијске органеле (митохондрије, хлоропласти), ћелије, ткива, органи се спајају и граде све веће и све комликованије организационе целине као што су јединка, популација, животне заједнице, екосистеми, биоми и најзад биосфера.
• Предмет интересовања екологије су сложени биолошки системи, од јединке до биосфере.
• Због тога долази до развоја модерних научних дисциплина: молекуларне екологија, цитоекологија, анатомска екологија.
13
Организација биолошких система
• Животна заједница (биоценоза) – сва жива бића, животиње, биљке, гљиве, микроорганизми воде заједнички живот на одређеном заједничком простору или животном станишту (биотопу).
Животне заједнице су: букова шума, брдска ливада, бара, као и културне биоценозе: њиве, воћнаци, плантаже топола.
14
Организација биолошких система
• Екосистем – сложен еколошки систем у коме су животна заједница и животно станиште (биотоп) нераскидиво повезани и узајамно условљени.
• За сваку врсту (сваки организам), дати екосистем је његова животна средина.
• Екосистеми су: бара, ливада, шума, река, језеро, море...
то су животне заједнице за одређене организме.
15
Организација биолошких система
• Биоми – међусобно повезани екосистеми. Карактеристични су за одређене климатске зоне, а у њих се убрајају тропске кишне шуме, листопадне лишћарске шуме, степа, тајга, тундра.
• Екосистеми и биоми се уједињују у три велика биоциклуса:
1. Биоциклус сланих вода (океани, мора); 2. Биоциклус слатких вода (реке, језера,
баре); 3. Биоциклус копна.
16
Сфере животне средине
• Сфере животне средине су: атмосфера, хидросфера, литосфера и биосфера.
17
Сфере животне средине
• Атмосфера – гасовити омотач Земље (танак ~ 100 км, пречник Земље је ~ 6400 км).
• Најмања сфера животне средине, а за њу је највеће интересовање због осетљивости на загађење (брзо се шири).
• У атмосфери на висинама од 22-27 км се концентрише озон, формирајући озонски слој који апсорбује Сунчево ултраљубичасто зрачење, па омогућава и штити живот на Земљи.
• Антропогене активности, утичу на стањење и нарушавање озонског омотача. Изузетан негативан утицај потиче од фреона (CFC – hloro-fluoro-ugljovodonici). 18
Сфере животне средине
• Литосфера – чврсти, спољашњи каменити омотач Земље, дебљине од 6 до 70 км.
• Састоји се од магматских, седиментних и метаморфних стена.
• У састав литосфере улазе сви елементи нађени у природи.
19
Сфере животне средине
• Хидросфера – водени слој на Земљи којим су обухваћене све природне воде.
• Путем воде су повезане све сфере животне средине.
20
Сфере животне средине
• Интеракције хидросфере са атмосфером: вода се размењује испаравањем и преципитацијом (падавине).
• Интеракције са биосфером: вода је неопходна за преношење хранљивих материја организмима.
• Интеракције са литосфером: вода проузрокује хемијску и механичку ерозију стена, испира земљиште и обликује изглед површине Земље.
21
Сфере животне средине
• Биосфера – област на Земљи у којој се одвија живот. • Горња граница биосфере се налази у атмосфери, на
висини од 10-12 км, док је доња граница на копну, на дубини од око 2-3 км, а у хидросфери на дубини од oko 11 км.
• Без биосфере Земља би била мртва планета на којој би чак и сви хемијски процеси замрли, органске супстанце би нестале, а доминирала би инертна, хемијска, неорганска једињења. 22
Еколошке законитости
• Најважније еколошке законитости:
1. Кружење материје; 2. Кружење енергије.
23
Еколошки односи исхране
• Трофички односи – остварују се између различитих група организама, а заснивају се на начину исхране одређених група организама и њиховој улози у транспорту материје и енергије.
• Изражени су кроз ланце исхране.
24
Еколошки односи исхране
• Основу сваког ланца чине организми који производе примарне органске продукте или храну за себе и друге (то су биљке са хлорофилом и неке бактерије).
• На следећем нивоу су хетеротрофни организми који троше справљену храну – потрошачи I реда (биљоједи).
• Током метаболичких процеса они стварају органске материје које даље користе потрошачи II, III, н-тог реда (месоједи или сваштоједи).
• Током ових процеса долази до потрошње хемијске енергије у облику топлоте, а смањује се и количина органске супстанце.
25
Еколошки односи исхране
• На крају трофичког ланца налазе се разлагачи, који се хране лешевима, екстремитетима или одбаченим деловима живих бића и на тај начин обављају процес минерализације, формирајући супстанце које се поново могу користити за стварање органске материје или хране.
26
Еколошки односи исхране
• Количински односи дуж ланца исхране се могу представити трофичком пирамидомтрофичком пирамидом, јер се количина продуковане биомасе све више смањује од произвођача, преко потрошача, до разлагача.
27
Еколошки односи исхране
• Еутрофикација – процес повећања нивоа хранљивих материја и биолошке продуктивности у рекама и језерима.
28
Еколошки односи исхране
• Највећи извори хранљивих материја:
Нитрати – комуналне отпадне воде, употреба вештачких ђубрива;
Фосфати - комуналне отпадне воде, употреба детерџената.
29
Еколошки односи исхране
• Олиготрофно језеро – бистра вода, ниска микробиолошка активност.
30
Еколошки односи исхране
• Еутрофно језеро – мутна вода, висока микробиолошка активност.
31
Еколошки односи исхране
• Еутрофикација и њене последице:
32
Кружење елемената у биосфери
• Кружењем материје у природи се одржава стална количина материје (материја се не може уништити, нити створити), а повезују се све сфере животне средине.
• У кружењу материје у природи најважнији циклуси су:
1. Хидролошки циклус;
2. Биогеохемијски циклуси (C, N, P, S).
• Ови циклуси обухватају складиштење и трансфер хранљивих материја кроз сфере животне средине, тако да се хранљиве материје могу поново користити.
33
Хидролошки циклус
• Испаравањем са великих водених површина и из земљишта, као и транспирацијом биљака, водена пара одлази у атмосферу, где се кондезује у облаке, одакле се путем атмосферских падавина (киша, снег) поново враћа у земљиште и водене површине.
34
Циклус угљеника
• Један од најважнијих циклуса у природи за човека, јер је угљеник основни састојак органске материје.
• Неопходан је за биљке, које су основа људске исхране.
• СО2 и CH4-гасови “стаклене баште” који утичу на глобалну климу.
35
Циклус угљеника
• Ваздух садржи 0,03% СО2. Биљке користе СО2 у процесу фотосинтезе у којем стварају органску материју. Од свих учесника циклуса С само биљке користе СО2, док га сви остали стварају.
• С се креће кроз ланац исхране. Животиње користе органску материју у исхрани и разграђују је варењем. Респирацијом животиња ствара се СО2.
• Сагоревањем фосилних горива настaје СО2, чиме се С враћа у атмосферу.
• Микробиолошком разградњом (труљењем) биомасе се С враћа у атмосферу као СО2 (аеробна разградња) и CH4 (анаеробна).
• Ерозијом кречњачких стена (CaCO3), C се враћа у воду и атмосферу.
36
Циклус азота
• Одвија се у пет фаза:
1. Фиксација N: конверзија N2 у NH3; 2. Амонификација: разградња аминокиселина
и протеина до NH3 тј. до NH4+;
3. Нитрификација: конверзија NH3 у NO3-;
4. Дентрификација: редукција NO3- до N2;
5. Асимилација: корење биљака апсорбује NH3, NH4
+ или NO3- и инкорпорира их у нуклеинске
киселине и протеине.
37
Циклус азота
38
Циклус фосфора
• За разлику од С и N, у атмосфери не постоји ни један облик P. P је у облику фосфата (PO4
3-) у земљишту и фосфатним стенама, одакле се путем ерозије ослобађа (спира) помоћу кише и речне воде.
• Највећи део P се спира у океане и таложи на дну, али одређени део улази у ланац исхране. Биљке фосфате апсорбују преко корена и користе за стварање органских једињења.
• Даље, фосфати путем ланца исхране, али и воде, доспевају до животиња.
• Микробиолошком разградњом остатака биљака и животиња, P се враћа у земљиште и воду.
39
Циклус фосфора
40
Циклус сумпора
• У атмосфери Ѕ се налази у облику ЅО2, Н2Ѕ, СЅ2, а потиче од сагоревања фосилних горива, рафинације нафте, вулканских ерупција.
• У земљишту Ѕ се налази у облику различитих сулфатних минерала. Спирањем земљишта, сулфати доспевају у воду, где се редукују путем бактерија (Desulfomоnas) до сулфида. Овај облик Ѕ биљке инкорпорирају у аминокиселине и стварају протеине у процесу асимилације.
• Распадањем биљака и животиња Ѕ се враћа у земљиште и воду у облику Н2Ѕ, где се даље може оксидовати путем микроорганизама.
• У океанима, планктони производе диметил-сулфид, који се може оксидовати до ЅО2 и ЅО4
2-.
41
Циклус сумпора
42
Нарушавање биогеохемијских циклуса
• Нарушавају се антропогеним деловањем. • Људским активностима у индустрији, саобраћајем,
комуналним делатностима се отпуштају додатне количине СО2, ЅО2, NОх, а падавине обилују са HNO2 и H2SO4, док се у земљишту накупљају тешки метали.
• На тај начин у циклусе кружења се укључују и додатне количине ових елемената, чиме се изазивају поремећаји у функционисању биогеохемијских циклуса.
43
Нарушавање биогеохемијских циклуса
• Проблем:
“Антропогене пустиње” на рудним одлагалиштима, јаловиштима, пепелиштима...
Топионица РТБ Бор
Термоелектрана у Костолцу
44
Нарушавање биогеохемијских циклуса
• Проблем:
“Антропогене пустиње” на рудним одлагалиштима, јаловиштима, пепелиштима...
Колубарски рудници
Рудник угља у Пљевљима 45