Экология как наука. Предмет, объекты и задачи экологии

Экология как наука. Предмет, объекты и задачи экологии.

Термин экология был введен в 1866 году Эрнстом Геккелем. «Экология» -- от греческ. «ойкос»-дом, жилище, обиталище; «логос»--наука.

Экология — наука изучающая взаимодействия живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Объектами изучения экологии являются как отдельные организмы, так и… Задачи экологии - изучение закономерностей размещения живых организмов в пространстве, изменения численности…

Уровни организации живых систем.

Молекулярный уровень: несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот и 4…

Структура экологии.

Экологию можно разделить на два раздела: на общую и частную(специальную).

Общая экология (биоэкология) изучает популяции, взаимоотношения между организмами, организмом и средой, экологию сообществ (биогеоценозов), природные комплексы и биосферу.

Частная, или специальная экология занимается изучением экологических аспектов конкретных организмов (экология различных видов растений, животных, экология человека и т.д._ или сообществ (экология с/х экосистем – агроэкология, растительных сообществ –фитоценология и т.д.).

В составе общей экологии разделяют: АУТОЭКОЛОГИЯ (экология особей, организмов), СИНЭКОЛОГИЯ (экология сообществ-биоценология) , ДЕМЭКОЛОГИЯ (экология популяций), ЭЙДОЭКОЛОГИЯ (экология вида).

В состав частной, специальной экологии входи раздел ПРИКЛАДНОЙ экологии (промышленная(инженерная), технологическая, медицин., с/х, промысловая, химич. и т.д. по сферам деятельности человека).

Место экологии в системе современных наук. Экология как научная основа рационального природопользования и охраны окружающей среды.

Современная экология в связи с усилением воздействия человеческого общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы вызвана обострением экологической обстановки на нашей планете и привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук.

Экология является фундаментом, базисом, на основании ее развиваются прикладные науки. Сформировался раздел Прикладной экологии. Различные типы экосистем изучают такие направления, как экология тундры и арктических пустынь, лесная экология, экология океанов, островов и т.д. Различные факторы среды и жизни изучают: экология гидросферы, почв, атмосферы, химическая экологии. Направления экологии-- экология микроорганизмов, грибов , растений, животных. Глобальная экология изучает биосферу. Исследованием факторов взаимодействия человека с окружающей средой занимаются такие направления: историческая экология, экология человека, экология города(урбоэкология), инженерная, с/х, медицинская.

Экология занимается: охраной природы( поддержание рационального взаимодействия между деятел. человека и окружающей средой, восстановление природ. ресурсов, влияние хозяйств. деятельности на природу и здоровье человека); охраной окружающей среды(концентрирует внимание на потребностях самого человека). Природопользование нацелено на удовлетворение различных потребностей человека путем рационального использования природных ресурсов и природных условий.

Общее понятие о среде обитания. Абиотическая и биотическая среда. Краткая характеристика основных сред обитания живых организмов.

Под средой обитания обычно понимают природные тела и явления, с которыми организм (организмы) находятся в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Наряду с термином «среда обитания» используются также понятия «экологическая среда», «местообитание», «окружающая среда», «окружающая природная…

Факторы среды. Классификация факторов среды.

Отдельные элементы среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), носят название факторов.
Экологические факторы — любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. Среда — часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое влияние или косвенное воздействие — воздух, вода, почва (гумус — плодородный слой, содержащий остатки живых организмов — слагается из детрита, т.е. мертвого органического вещества). Детрит разлагается от нескольких до миллионов лет. ДЕТРИТ — опад листьев (разлагается 2-3 года), стволы деревьев (10-15 лет), гумус (сотни лет), сапропель (морские остатки), торф (тысячи лет), нефть (миллионы лет). Условия жизни — совокупность необходимых для организмов элементов среды, с которыми они находятся в неразрывном единстве и без которых существовать не могут.
Экологические факторы делятся на 2 группы .Одна группа включает компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Такие проявления свойств неживой природы называются – АБИОТИЧЕСКИМИ факторами . Среди множества абиотич. факторов главную роль играют -- климатические( свет, режим, осадки, ветер), эдафические (почвенные), орографические (рельеф), гидрографические (водная среда), химические (газовый состав атмосферы, соленой состав воды), пирогенные(воздействие огня).
Взаимовлияние одних организмов на жизнедеятельность других, а также и на неживую среду обитания называется – БИОТИЧЕСКИМИ факторам. Среди основных биотич. факторов –Фитогенные (с греч. –растение) и Зоогенные (с греч. животное). К биотич. факторам можно отнести и интенсивное влияние человека(непосредственно) или человеч. деятельность (опосредственно) на окружающ. среду и живые организмы. Такие факторы воздействия на окруж. среду называются АНТРОПОГЕННЫЕ (с греч. человек) (4 вида антропог. фактора –изменение структуры земной поверхности; изменение состава биосферы, изменение участков и регионов; изменения, вносимые в биоту (живые организмы).

Понятие о лимитирующих факторах. Закон минимума Ю.Либиха.

Немецкий ученый-агрохимик Юстус Либих в 1855г.(тезисы). Закон минимума Либиха—«Рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует…

Закон толерантности В. Шелфорда. Эврибионты и стенобионты.

Смысл закона толерантности: плохо как недокормить, так и перекормить растение либо животное. Из этого закона вытекает следующее: любой избыток…

Понятие адаптации. Основные типы адаптаций.

АДАПТАЦИЯ — однонаправленное приспособление организмов к экологическим факторам. АДАПТАЦИИ — эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов. Адаптации бывают морфологическими (морфо — форма), физиологическими (меняются физиологические процессы), поведенческие (запугивание, затаивание). Адаптации всегда возникают под воздействием 3-х факторов — изменчивость, наследственность, естественный отбор. Источник адаптации — мутации (генетические изменения).

Свет как фактор среды. Экологич. группы растений по отношению к свету. Адаптация животных к свету.

Свет необходим для жизни, так как это источник энергии для фотосинтеза, однако есть и другие аспекты его воздействия на живые организмы. Интенсивность света, его качество (длина волны, или цвет) и продолжительность освещения (фотопериод) могут оказывать различное влияние. Необходимость света для растений существенно влияет на структуру сообществ. Распространение водных растений ограничено поверхностными слоями воды. В наземных экосистемах в процессе конкуренции за свет у растений выработались определенные стратегии, например быстрый рост в высоту, использование других растений в качестве опоры, увеличение поверхности листьев.

Все растения по отношению к свету можно разделить на группы: растения теневые (сциофиты (от греч. сциа»-тень и «фитон»-растение); растения теневыносливые; растения светолюбивые—гелиофиты (от греч. «гелиос»-солнце и «фитон»-растение). Сциофиты(обитатели глубоких слоев водоемов; находящиеся под пологом леса --кислица, темные мхи, плауны). Теневыносливые растения (при большом и малом кол-ве света (ель обыкновен., клен остролистный, боярышник, земляника, многие комнатные растения). Гелиофиты (либо совсем не переносят, либо плохо переносят затемнения (степные и луговые злаки, растения тундр, подорожник обыкновенный, иван-чай).

Экологические группы водных организмов.

В зависимости от плотности и давления морских и океанических вод организмы в них делятся на три экологич. группы, различающиеся образом жизни.

Вода как фактор среды, Экологич. группы растений по отношению к влажности.

По отношению к влажности все растения делятся на различные экологич. группы. Растения, для которых вода не просто экологич. фактор, а среда…

Тепло как фактор среды. Пойкилотермные и гомойотермные организмы.

Главным источником тепла является солнечное излучение; им могут быть также геотермальные источники, но они играют важную роль только в немногих местообитаниях. Организм может выдерживать только в условиях, к которым приспособлен его метаболизм (обмен веществ). Воздействие различных температур на живые организмы приводит к увеличению, либо к уменьшению скорости обменных процессов и биохимич. реакций.

Температура, так же как интенсивность света, в большой мере зависит от географической широты, сезона, времени суток и экспозиции склона. Однако часто встречаются и узколокальные различия в температуре; это в особенности касается микро-местообитаний, обладающих собственным микроклиматом.

Растительность тоже оказывает некоторое влияние на температуру. Например, иная температура бывает под пологом леса или в меньшей степени внутри отдельных групп растений, а также под листьями отдельного растения. Организмы не способные регулировать свою собственную температуру называются ПОЙКИЛОТЕРМНЫМИ. Их активность в основном зависит от тепла, поступающего извне. Темп.тела пойкилот.орг-ов связана с темп. окружающей среды. Пойкилотермия(холоднокровность)—свойственна растениям, микрорганизмам, беспозвоночн. рыбам, рептилиям. Организмы, способные поддерживать постоянную оптимальную темп. тела независимо от температуры среды, называются ГОМОЙОТЕРМНЫМИ. За счет этого свойства многие виды животных способны жить и размножаться при темп. ниже нуля (северный олень, белый медведь, ластоногие, пингвины).Поддержание постоянной темп. своего тела обеспечивается Гомойотермными(теплокровными) животными такими приспособлениями к условиям существования, как хорошая тепловая изоляци,создаваемая шерстяным покровом, плотное оперение, подкожные воздушные полости, толстый слой жировой ткани. Частный случай гомойотермии – гетеротермия(разный уровень темп. тела зависит от их функцион. активности).В период активности-постоянн. Темп, в период отдыха или зимней спячки она понижается (суслики, сурки, барсуки, летучие мыши, ежи, бурые медведи, калибри).

Понятие жизненной формы. Классификация жизнен. форм растений по К.Раункиеру. Классификация жизн. форм животных по Д.Н.Кашкарову.

Жизненная форма – внешний облик живых организмов, отражающий их приспособленность к определенным условиям среды. Сам термин «жизненная форма» и его определение сделал датский ботаник Й.Варминг в 1884 г. Жизн. формы выделяются как среди животных, так и среди растений. У животных они более разнообразны(способы передвижения, добывания пищи, степень активности, приуроченность к определенному ландшафту). Растениям присущи оседлый способ существования. На формирование жизненн. форм животных основное влияние оказывает их образ жизни.

Жизненные формы растений можно классифицировать по самым разным морфологическим признакам. Наиболее широко распространена система жизненных форм растений, предложенную в 1905 г. датским ботаником К. Раункиером. По его утверждению реакцию растения на климат лучше всего характеризует высота, на которой оно располагает органы возобновения (почки, клубни, луковицы, корневища). Классификация жизнен. форм Раункиера основана на положении почек возобновления(или верхушек побегов) по отношению к поверхности почвы в неблагоприятных условиях (зимой ил в засушливый период). На его основе Раункиер выделил 5 крупных групп жизненных форм растений: *Фанерофиты(от греч. видимый, открытый) -- почки возобновления расположены высоко над поверхностью почвы (деревья и кустарники); * Хамефиты («на земле») -- почки возобновления находятся невысоко (20-30см) над поверхностью почвы ( кустарнички, полукустарники, некоторые многолетние травы: черника, мхи). *Гемикриптофиты (полу-скрытый)-- почки возобновления в неблагоприятный для вегетации растений период года находятся на уровне почвы. Они защищены чешуями, опавшими листьями и снежным покровом (многолетние травянистые растения средних широт: лютики, одуванчик, крапива двудомная). *Криптофиты(скрытый)- - почки возобновления закладываются в виде луковиц, клубней, корневищ, с помощью которых растения переживают неблагоприятный период. Эти органы могут располагаться на некоторой глубине в почве (геофиты) либо под водой (гидрофиты) . *Терофиты(«лето»)--это однолетние растения с очень укороченным сроком развития (эфемеры) –часть флоры пустынь и полупустынь, в других климатич. зонах –сорные травы). Особую группу составляют растения-Эпифиты, избравшие для себя другие растения в качестве среды обитания(не паразиты), различные лианы, лишайники и мхи на стволах деревьев, хмель, плющ). Эти растения образуют группу внеярусной растительности.

Классификация жизненных форм животных по Кашкарову Д.Н.: Всех животных он разделил на группы:I. ПЛАВАЮЩИЕ формы: 1. Чисто водные . 2. Полуводные. II.РОЮЩИЕ формы: 1.Абсолютные землерои. 2. Относительные землерои. III. НАЗЕМНЫЕ формы:1.Не делающие нор. 2. Делающие норы. 3. Животные скал. IV. ДРЕВЕСНЫЕ ЛАЗАЮЩИЕ формы. V. ВОЗДУШНЫЕ формы.

Понятие популяции. Основные динамические и статические характеристики популяций.

Популяции присущи как пространственные (Статические), так и временные (Динамические) характеристики. К пространственным (статическим)…

Пространственная структура популяции.

Возрастная структура популяции.

Половая структура популяции.

Гомеостаз популяции. Причины колебаний и основные механизмы регуляции численности популяций.

Способность популяции поддерживать динамическое равновесие со средой, в частности определенную численность особей, называется ГОМЕОСТАЗОМ ПОПУЛЯЦИИ (от греч. «гомеас»-подобный, одинаковый. «остас»-состояние).

Гомеостаз характерен и необходим для всех природных систем-от атома и организма до космических образований. 3 основные функции гомеостаза---поддержание пространственной структуры( территориальная агрессия-птицы защищают свою территорию, хищники заботятся об охране своих охотничьих участков; маркирование своей территории); поддержание генетической структуры ; регуляция численности(согласованность рождаемости и смертности ) и плотности населения.

Численность любой популяции определяется ее способностью к размножению

Абиотические факторы(наличие пищи, катастрофы, погодные явления и т.п.) могут обеспечивать условия как для неограниченного, хотя и кратковременного…

Понятие биоценоза. Видовой состав и видовое разнообразие как специфические характеристики биоценоза.

Вид растения (или животного) количественно преобладающий в сообществе(имеет большую биомассу, продуктивность, численность или обилие), этот вид… 21. Биоценотические связи: трофические, топические, форические, фабрические. … Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно, вступают между собой в разнообразные взаимоотношения,…

Континуум (от лат.- непрерывное)—это свойство растительного покрова, выражающееся в том, что любых два произвольно выбранных примыкающих друг к другу участка, независимо от их размеров и способа определения их границы, всегда имеют общие признаки. Это свойство проявляется как на уровне растител. покрова в целом, так и на уровне его элементов. Непрерывность, как свойство растит. покрова, распространяется в целом на непрерыв. ряд популяций, биоценозов.

Растения и животные, характерные для каждого из соприкасающихся сообществ, проникают на соседние территории, создавая при этом специфическую «опушку», пограничную полосу — экотон. Экотон – переходная полоса (зона) между смежными физиономически различимыми сообществами. В нем как бы переплетаются условия соседствующих биоценозов, что способствует произрастанию растений, характерных для обоих биоценозов. В свою очередь это привлекает сюда и разнообразных животных из-за относительного обилия корма. Так возникает пограничный или краевой эффект — увеличение разнообразия и плотности организмов на границах биоценозов (зоны, отделяющие лес от луга (зона кустарников), лес от болота.

Экотоп-совокупность абиотич. компонентов, которые входят в состав экосистемы и биосферы (газовый состав воздуха, влага, солн. радиация и т.д.).

Основные функциональные компоненты биоценоза. Трофическая структура биоценоза.

По участию в биологич.круговороте веществ в биоценозе различают 3 группы

Организмов.1.Основу биоценоза составляют Продуценты (автотрофные организмы). Они обеспечивают органич. веществами и энергией все живое население биоценоза.

Зеленые растения лежат в основании всех пищевых связей. Они кормятся сами и кормят все остальные живые организмы.

Перенос веществ и заключенной в них энергии от автотрофов(продуценты) к гетеротрофам, происходящий в результате поедания одними организмами других, называется Пищевой цепью.

В результате последовательности превращения энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов приобретает определенную Трофическую структуру. Трофич. структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанных на единицу площади в единицу времени.

Совокупность организмов, объединенных одним типом питанияи занимающих определенное положение в пищевой цепи, называется трофический уровень. 1-й трофич. уровень –автотрофы(продуценты), 2-й–растительноядные животные (консументы первого порядка), 3-й—хищники, питающ. растительноядн. животными(консументы 2-го порядка) и паразиты первичных консументов, и, наконец, вторичные хищники (консументы 3-го порядка) и паразиты вторичных консументов-4-й трофич. уровень.

24. Экологические пирамиды Ч.Элтона. Правило 10%.

Трофичес. структуру обычно отображают графическими моделями в виде экологических пирамид (англ. зоолог Ч.Элтон-1927 г.). Различают 3 способа построения экологич. пирамид: 1. Пирамида чисел(численностей)—отражает численность отдельных организмов на каждом уровне(чтобы прокормить одного волка, необходимо несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно большое количество разнообразных растений). 2. Пирамида биомасс – соотношение между организмами разных трофич. уровней (продуцентами, консументами и редуцентами), выраженное в их массе(для образования 1 кг говядины необходимо 70-90 кг свежей травы). 3. Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.

Закон пирамиды энергии (или закон 10 процентов)—(Р.Линдеман, 1942)—согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофич. уровень переходит в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная ее часть теряется в виде теплового излучения. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности. На каждом трофич. уровне сообществе большая часть поглощаемой с пищей энергии рассеивается в виде тепла. движения.

Основные типы межпопуляционных взаимоотношений, их характеристика.

Организмы, составляющие природные популяции, не существуют отдельно друг от друга, а находятся во многообразных сложных взаимоотношениях. Различают несколько типов взаимодействия популяций разных видов.

1.Нейтрализм—ассоциация двух популяций не сказывается ни на одной из них(отношения между белкой и лосем, между дождевым червем и комаром). 2.Взаимное конкурентное поведение—обе популяции подавляют друг друга(отношения между сорняками и культурными растениями, угнетающие обоих партнеров). 3. Конкуренция за общий ресурс – каждая популяция косвенно отрицательно воздействует на другую в борьбе за дефицитный ресурс(соперничество между волками, рысями и лисами в северных лесах). 4. Аменсализм – одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния (ель в процессе роста затеняет почву, вытесняя светолюбивые виды, на рост ели обратное воздействие не влияет). 5. Хищничество – одна популяция неблагоприятно воздействует на другую, непосредственно нападая на нее, но и сама зависит от объекта нападения(львы и волки, пожирающие свою жертву). 6. Протокооперация(сотрудничество) – обе популяции получают от ассоциации выгоду, но эти отношения необязательны; напр.—питаясь плодами инжира, птица-носорог способствует его расселению. 7. Симбиоз(сожительство)—тесная взаимосвязь между представителями разных видов, из которых один обойтись без другого не может. Симбиоз может развиваться на основе пищевых(питание неиспользован. остатками пищи) или пространственных (поселение на поверхности или внутри тела другого, использование нор, гнезд) взаимоотношений. Различают несколько типов симбиоза: паразитизм, комменсализм, мутуализм. Паразитизм выгоден одному из партнеров (паразиту) и вреден другому (хозяину). Комменсализм полезен одному симбионту, но не отражается на другом. Мутуализм – это взаимовыгодное сосуществование.

Конкуренция. Закон конкурентного исключения Г.Ф.Гаузе. Концепция экологической ниши.

Закон конкурентного исключения Гаузе: « Два вида не могут существовать в одном местообитании (в одной и той же местности), если их экологические…

Экологическая ниша - совокупность факторов среды, в которых обитает тот или иной вид организмов, его место в природе, в пределах которого данный вид может существовать неограниченно долго. В понятие ниши включаются не только условия жизни (влажность, соленость, температура), но и ресурсы, необходимые для жизни. Различают пространственную, трофическую и многомерную ниши.

Пространственная ниша - это ниша обитания (птицы, обитающие в разных местах крон деревьев, могут никогда не сталкиваться с птицами, обитающими в листве кустарников). Трофическая ниша характеризует особенности питания, роль организма в сообществе. Многомерная ниша - это диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь или популяция: фундаментальная ниша — это ниша, в которой физические условия оптимальны, отсутствует конкуренция, хищники и другие враги; реализованная ниша – часть фундаментальной ниши, которую данный вид (популяция) в состоянии «отвоевать» в конкурентной борьбе., где вид реально встречается в природе. Реализованная ниша как бы вложена в фундаментальную и почти всегда меньше последней.

Экосистема как основная единица биосферы. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах.

Экосистема представляет собой функциональное единство живых организмов (животные, растения, грибы, микроорганизмы) и среды их обитания (климат, почва, вода). Это фундаментальная общность живого и среды его обитания. Каждая конкретная экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Они могут быть разными по размерам(лужа, лесной массив).

Экосистемы по их размерности можно разделить на: микроэкосистемы(экосистема гниющего пня), мезоэкосистемы (болото), макроэкосистемы (океан). Для экосистемы характерны 3 признака: а)она представляет собой совокупность живых и неживых компонентов; б) в рамках ее осуществляется полный цикл круговорота веществ, начиная с создания органич. вещества и заканчивая его разложением на неорганич. составляющие; в)она сохраняет устойчивость в течение определенного времени.

Энергия солнечного света поглощается растениями-продуцентами и преобразуется в химическую энергию органических веществ. В цепи консументов органические вещества частично деградируют; процесс продолжают почвенные животные-деструкторы и завершают микроорганизмы-редуценты. На каждом этапе значительная часть энергии используемых органических веществ рассеивается в виде тепла. Поток энергии — это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии — это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -—это основной канал переноса энергии в пищевых системах.

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ — скорость образования вещества в единицу времени. Продуктивность бывает первичной и вторичной. Первичная — продуценты, вторичная — консументы и редуценты. Первичная бывает валовая и чистая. Валовая — вся энергия, которую растения уловили и перевели в органическое вещество. Чистая — все вещество за вычитом расходов на дыхание и отмирание

28. Понятие биогеоценоза. Основные понятия биогеоценологии по В.Н.Сукачеву. Экосистема и биогеоценоз: сходства и различия.

Биогеоценоз--по В.Сукачеву – участок земной поверхности с однородными природными явлениями (атмосфера, горная порода, растительность, животный мир, микроорганизмы, почва, гидрологические условия), которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. Структура биогеоценоза включает 5 основных функционально связанных частей. Это Фитоценоз—растительное сообщество(автотрофные организмы, продуценты), Зооценоз-животное население (гетеротрофы, консументы), Микробоценоз—различные микроорганизмы, бактерии, грибы. простейшие(редуценты).Неживую (абиотическую), часть биоценоза слагают совокупность климатич. факторов данной территории – Климатоп и Эдафотоп(почва). Гидрологические факторы—Гидротоп. Такая совокупность абиотических компонентов биогеоценоза называется Биотоп. Все взаимодействия компонентов биогеоценоза связаны между собой совокупностью пищевых цепей. Каждый компонент в природе неотделим от другого.

Смысл биогеоценологии(общий) В.Сукачева: «Живое само создает для себя среду обитания. Вся верхняя пленка нашей планеты создана жизнью».

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не одинаковые. Любой биогеоценоз выделяется только на суше, имеет конкретные границы. Биогеоценоз сушествует только в рамках фитоценоза. Нет фитоценоза, нет и биогеоценоза. Понятие экосистема и биогеоценоз тождественны только для таких природных образований, как, например, лес, луг, болото, поле: лесной биогеоценоз=лесная экосистема. Где фитоценоз выделить нельзя—понятие «экосистема»(напр. кочка на болоте—экосистема, но не биогеоценоз; текущий ручей—экосистема, но не биогеоценоз). Различие между экосистемой и биогеоценозом в том, что экосистема – образование более общее, безранговое(участок суши, вся биосфера в целом), а биогеоценоз ограничен в основном границами фитоценоза.

Циклические и направленные изменения в экосистемах. Сукцессии и их классификация.

Экосистемы непрерывно подвержены изменениям. Развитие(изменение) экосистемы под воздействием сил извне и внутренних противоречий ее развития в экологии называется Динамика экосистемы. Типы изменения биоценозов: 1. Флуктуация(колебания)—это изменения, происходящие в фитоценозах по годам или более длительным периодам, связанные с неодинаковыми метеорологич. и гидрологич. условиями отдельных лет, особенностями жизненного цикла некоторых видов растений, с различиями в воздействиях животных. Сезонные(растения, развивающиеся только весной на короткий период, называются эфемеройдами) и разногодичные (вместе с изменениями погодных условий изменяется и растительность)флуктуации. Зоогенные флуктуации (влияние животных) можно наблюдать в случае непосредственного воздействия популяции животных(в дубравах кабаны на большой площади, нижние ярусы растител. будут повреждены—это Циклическая флуктуация с циклом в несколько (до 10 лет). По прошествии времени растител. биоценоз возвратится к состоянию, близкому к исходному.

Сукцессии(преемственность, наследование)—постепенные необратимые (реже обратимые) направления изменения биоценозов, протекающие в результате внешних и внутренних причин на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека. Сукцессию можно определить как несезонную, направленную и непрерывную последовательность появления и исчезновения популяций разных видов в определенном местообитании.

Все сукцессии можно разделить на две большие группы: АЛЛОГЕННЫЕ(иной, другой; возникновение) сукцессии—причины которых определяются внешними влияниями(природными или антропогенными), изменяющими условия среды. Движущие силы сукцессии имеют направленный характер:среда—растительность. АВТОГЕННЫЕ(сам; происхождение)—источником смены служит сама растительность, посредством изменения среды своего существования меняет структуру, происходит «самоотрицание» растительности (растительность—среда—растительность). Автогенные сукцессии могут быть первичными: развитие сообществ идет во вновь образовавшихся местообитаниях(где растител. ранее отсутствовала: на породах, на песчаных дюнах, отступления ледов). Вторичная сукцессия(если растител. была раньше уничтожена, она естественно восстанавливается(уничтожение леса ураганом, извержение вулкана). Ко вторичным сукцессиям относятся—катастрофическая, пирогенная(пожар). Большинство сукцессии являются сукцессиями АНТРОПОГЕННЫМИ(человек)—это выпас скота, рубка лесов, распашка земель, затопление почв. Каждая стадия сукцессии характеризуется изменениями(в структуре растительности, животном компоненте биоценоза). Появляющиеся хищники и паразиты контролируют видовую структуру биоценоза. Сукцессии характерны для сухопутных, водных местообитаний. Относительно устойчивое и равновесное по отношению к внешней среде растительное сообщество носит название климаксового. Климакс(лестница)—заключительная стадия развития биоценоза, на которой он находится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно продолжительное время.

Характеристика основных биомов суши.

Агроэкосистемы, их особенности. Отличия агроэкосистем от природных экосистем. Урбоээкосистемы.

Агроэкос. Обладают определенным составом организмов и определен. взаимоотношениями между организмами и средой обитания. В них складываются те же… 3-е отличие:состоит в получении дополнительной энергии для нормального… Урбоэкосистема — искусственно созданная и поддерживаемая человеком среда. Сюда относятся города, посёлки и…

Биосфера как высшая степень развития живых систем. Состав и строение биосферы, ее границы (по В.И.Вернадскому).

Основной источник биохимич. Активности организмов – солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелен. Растениями и некоторыми…

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана(20-25 км), верхнюю част литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана. На границы биосферы оказывают влияние наличие кислорода, углекислого газа, воды в жидкой фазу. Ограничивают область распространения жизни и слишком высокие или низкие температуры. Элементы минерального питания влияют на развитие жизни. Ограничивающий фактор—сверхсоленая среда(превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана.

Предел протяженности биосферы выражается цифрой 39-40 км.

Строение биосферы: *слой живого вещества («пленка жизни»); *педосфера или почвенный покров; *ландшафт-экологич. системы—функциональные системы,…

Учение В.Вернадского о биосфере. Живое вещество планеты и его глобальные геохимические функции.

Круговорот отдельных веществ В.И.В. назвал биогеохимическими циклами. 5 важнейших функций: ГАЗОВАЯ функция(кислородно-углекислотная(хлорофилльные…

Эволюция биосферы. Исторические изменения в биосфере. Ноосфера. Техносфера.

НООСФЕРА по В.В.-- это биосфера, разумно управляемая человеком. Это современн. этап развития биосферы, который сформировался в результате… Создавая орудия труда, человек создавал и иную сферу своего бытия –…

Понятие и природных ресурсах. Исчерпаемые и неисчерпаемые природные ресурсы.

Под общим понятием ресурсов подразумеваются любые источники и предпосылки получения необходимых людям материальных благ. Ресурсы можно определить как необходимые(жизненно важные) для функционирования любой системы элементы внешней и внутренней среды, ограниченные количественно и определяющие возможности и особенности ее (системы) становления, существования и развития.

Природные ресурсы—вся совокупность естественн. продуктов природы, используемых человеком для удовлетворения материал. и культур. потребностей общества.

РЕСУРСЫ НЕИСЧЕРПАЕМЫЕ (НЕИСТОЩИМЫЕ) , количественно неиссякаемая часть природных ресурсов (морские приливы, солнечное излучение, атмосфера, гидросфера, климат). При необратимом загрязнении воздушного бассейна окислами серы, углерода, азота, промышленной пылью, гидросферы — нефтью, пестицидами, тяжелыми металлами, детергентами, промышленными и бытовыми отходами Р. н. могут переходить в категорию исчерпаемых природных ресурсов.

ИСЧЕРПАЕМЫЕ природные ресурсы делятся на исчерпаемые восстанавливаемые(возобновляемые) и исчерпаемые невосстанавливаемые(невозобновляемые). Исчерпаемые(возобновляемые)—биологические ресурсы—растительность и животный мир. К ним относятся некоторые минерал. ресурсы(осадок соли в соленых водоемах). За короткий срок восстанавливаются количественно и качественно. Исчерпаемые(невозобновляемые)—полезные ископаемые (нефть, уголь, газ и т.д).—широкомасштабное применение, восполняются медленно.

Глобальный экологический кризис, его причины. Глобальные экологич. проблемы современности..

Экологич. кризис—критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ КРИЗИСЕ. Глобальное изменение всех компонентов биосферы; источники загрязнения; промышленные предприятия, бытовые отходы, отходы транспорта; отходы животноводства, химические вещества. Состав загрязнений: твердые вещества, химические соединения, оксиды, аэрозоли, жидкости.

ГЛОБАЛЬНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ : 1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов. 2. Строительные и горные работы. 3. Сжигание топлива. 4. Производство минеральных удобрений. 5. Развитие химической промышленности. 6. Несовершенство технологий.

Замусоривание околоземного космического пространства ;Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с образованием так называемых "озоновых дыр", снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации;Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для биосферных объектов, включая человека и создаваемых им искусственных объектов; Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения их углекислым газом атмосферы, в свою очередь загрязненной автотранспортом и теплоэнергетикой, захоронения в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступления загрязнений с речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с регулирования рек; Истощение и загрязнение всех видов источников и вод суши; Радиоактивное загрязнение отдельных участков и регионов с тенденцией его расползания по поверхности Земли; Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков (например - кислотные дожди), неоптимального использования пестицидов и минеральных удобрений; Изменение геохимии ландшафтов, в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу, высокоминерализованных подземных вод и рассолов;Продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых и жидких отходов;Продолжающееся, а местами - усиливающееся опустынивание планеты, углубление процесса опустынивания; Сокращение площади тропических лесов и северной тайги, этих основных источников поддержания кислородного баланса планеты; Освобождение в результате всех вышеуказанных процессов экологических ниш и заполнение ими иными, видами; Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства; Ухудшение среды жизнеобитания в переуплотненных городах и мегаполисах; Исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко все более бедным рудам; Усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации богатой и бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации, природных экологических катаклизмов.; Снижение иммунного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, включая Россию, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям характер;Загрязнение литосферы. Твердые отходы (бытовые и промышленные). Утилизация бытовых отходов.

Атмосфера, ее строение и состав. Источники и масштабы загрязнения атмосферы. Кислотные осадки.

Источники загрязнения атмосферы-- естественные (природные) и искусственные(антропогенные). Естественные—извержение вулканов, степные пожары,…

В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу земли поступают соединения азота, серы, хлора и некоторые другие элементы. Среди них преобладают оксиды серы и азота. Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную и азотную кислоты различной концентрации—КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ.(в виде снега, облаков. тумана, газа, пыли).

Парниковый эффект, его причины и последствия

Разрушение озонового слоя, его причины и последствия. Значение озонового слоя.

Образуя в верхних слоях атмосферы (стратосфере) тончайший слой, так называемый озоновый экран, молекулы озона защищают все живое на Земле от УФ-излучения.

Эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы. Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека.Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин. Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира. Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству. Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра". Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ. ПРИЧИНЫ ослабления озонового щита:запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго. Самолеты--особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты,летающие ниже 12 км -- дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога.Окислы азота --их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений. Хлор и его соединения с кислородом (огромное количество этого газа поступает в атмосферу).

Водные ресурсы. Проблема дефицита пресной воды. Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод (в мире и в РБ).

Каждый пятый человек в мире не имеет в своем распоряжении чистой питьевой воды. Каждый второй употребляет воду, не прошедшую нормальной очистки.

Загрязнители:1. Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка: органические вещества (смолы, жиры, лигнины, фенол), аммонийный азот, сульфаты,…

Почвенные ресурсы. Виды деградации почвенного покрова (в мире и в РБ).

ЭРОЗИЯ — снесение верхнего слоя почвы водой или ветром. Причины потерь плодородных земель — Эрозия почвы — Затопление, заболачивание — Отведение… ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ: - Эрозия — Загрязнение — Заболачивание, затопление —… Для тер. Беларуси характерны основные типы почв: дерново-подзолистые, дервново-подзолистые заболоченные,…

Биологические ресурсы. Значение растений и животных в круговороте веществ и жизни человека. Лесные ресурсы, их использование и охрана.

Биологические ресурсы Беларуси включают растительные ресурсы и ресурсы животного мира. Растительный мир Беларуси включает до 11,5 тыс. видов. Показателем биологического разнообразия животного мира Беларуси служит наличие в его составе более 31000 видов.

Лес играет огромную роль в сохранении водных и земельных ресурсов, в улучшении окружающей среды. Леса выполняют важнейшие средо-образующие функции: полезащитную, почвозащитную (противоэрозионную), климато-защитную и др. Кроме того леса выполняют космическую роль, участвуя в процессе фотосинтеза, т.е. превращении костной матери в органическую и во многом и во многом определяя биохимические циклы.Леса создают фитомассу, связывая поглощенный из воздуха диоксид углерода и выделяя чистый кислород. 60% фитомассы, создаваемый растениями суши, приходится на леса. Очень важно и то, что леса на длительное время фиксируют в древесине органическое вещество.Леса выполняют водоохранные, защитно-санитарные, гигиенические, оздоровительные функции. Роль лесов заключается в следующем: Они являются поставщиком кислорода;влияют на водный режим;снижают воздействие засухи и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;защищают почву от водной и ветровой эрозии, селей и оползней;препятствуют разрушению берегов рек и озер;поглощают и преобразовывают часть атмосферных химических загрязнений;благоприятно влияют на здоровье человека.Лес является источником получения древесины, технического, минерального, свежего сырья, животных продуктов. Из леса производят более 30 тыс. изделий и продуктов.Леса преобразовывают атмосферные загрязнения; так наибольшей окислительной способностью обладают хвойные насаждения, липа, верба, береза. В лесу выделяется более 300 различных ароматических соединений, эфирных масел, фитонцидов, убивающих болезнетворные микробы, например, в хвойном лесу отсутствуют патогенные микробы. Радиационный фон в лесу в 2 раза ниже чем в городе. Лес--это основное сырье для лесной промышленности. Он выполняет почво-, климато- и водоохранные функции, а также санитарно-гигиенические и оздоровительные. К тому же лес - главный источник растительных ресурсов: грибов, ягод, орехов, а также лекарственных трав. Ресурсы животного мира: охотничье-промысловые животные и промышленная рыба.Одной из форм охраны биологич. и других ресурсов являются особо охра­няемые прир. территории - участки земли (включая атмосферный воздух над ними, гидроресурсы и недра) с уникальными, эталонными или иными ценными прир. комплекса­ми или объектами, имеющие особое экологическое, научное, историко-культурное, эстетическое и иное значение, изъятые полностью или частично из хозяйственного оборота, в отношении которых установлен особый режим охраны и использования.

Охраняемые природные территории и объекты Беларуси, их характеристика.

Все вышеперечисленные ресурсы относятся к исчерпаемым, поэтому их охрана связана с комплексным использованием, более рациональной добычей и…

Красная книга РБ.

Красная(все листы книги были окрашены в красный цвет; красный -- опасный).

Мониторинг окружающей среды. Экологический мониторинг и его методы.

Мониторинг—это наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей среды в связи с хозяйственной деятельностью человека(проверка, контроль).

Три уровня(ступени) мониторинга: местный(биоэкологический)-состояние окружающей среды оценивается с позиций ее влияния на человека; региональный природно-хозяйственный(наблюдения за изменениями природных и антропогенных ландшафтов); глобальный(биосферный)-наблюдение(контроль) и анализ состояния, прогноз возможных изменений географич. оболочки. Основная цель мониторинга—раннее предупреждение нежелательных последствий антропогенного воздействия.

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды,при котором --обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем; Создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В общем виде процесс экологического мониторинга можно представить схемой: Окружающая среда (либо конкретный объект окружающей среды)-- Измерение параметров-- Сбор и передача информации--Обработка и представление данных, прогноз. Измерение параметров, сбор и передачу информации, обработку и представление данных осуществляет система мониторинга. Система экологического мониторинга предназначена обслуживать систему управления качеством окружающей среды (далее для краткости «система управления»). Информация о состоянии окружающей среды, полученная в системе мониторинга, используется системой управления для устранения негативной экологической ситуации или уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды, а также для разработки прогнозов социально-экономического развития, разработки программ в области экологического развития и охраны окружающей среды.

Энергосбережение и энергетические ресурсы.

Энергосбережение – организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц,… Наша республика обладает сравнительно низким запасом первичных энергетических… Меры:1) разработка и внедрение энергосберегающих технологий, материалов, оборудования2) оснащение потребителей…

Роль энергетики в развитии общества. Энергетика и окружающая среда.

Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится к универсальному виду энергии. Ее легко можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы, как невозможно представить нашу повседневную жизнь без отопления, освещения, охлаждения, транспорта, телевизора, холодильника, стиральной машины, пылесоса, утюга, использования современных средств связи (телефон, телеграф, телефакс, ЭВМ), которые также потребляют электроэнергию. Одной из специфических особенностей электроэнергетики является то, что ее продукция в отличие от других отраслей промышленности не может накапливаться в запас на складе для последующего потребления. В каждый момент времени ее производство должно соответствовать ее потреблению.

Современные ядерно-технические установки обычно представляют собой сложные источники излучений. Например, источниками излучений действующего ядерного реактора, кроме активной зоны, являются система охлаждения, конструкционные материалы, оборудование и др. Поле излучения таких реальных сложных источников обычно представляется как суперпозиция полей излучения отдельных, более элементарных источников.

Тепловая энергетика

В этой отрасли производство электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), использующих для этого химическую энергию органического топлива. Они делятся на: Паротурбинные электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью паротурбинной установки;Газотурбинные электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью газотурбинной установки;Парогазовые электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью парогазовой установки^].

Гидроэнергетика.В этой отрасли электроэнергия производится на Гидроэлектростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.

Атомная (Ядерная энергетика).Отрасль, в которой электроэнергия производится на Атомных электростанциях (АЭС), использующих для этого энергию цепной ядерной реакции, чаще всего урана.

Альтернативные источники энергии.

50. Топливно-энергетический комплекс РБ: современный потенциал и перспективы развития. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – межотраслевая система, включающая… В Республике Беларусь собственные топливно-энергетические ресурсы представлены: древесиной; нефтью; торфом; бурым…

КОНЕЦ.

.

.