- •Тема 1. Основы экологических знаний
- •1. Предмет и задачи экологии. История развития экологии.
- •2. Структура экологии
- •3. Основные понятия и термины экологии
- •6. Виды систем и виды связей в системах
- •7.Законы Коммонера.
- •Тема 2. Общая экология
- •Экология организмов
- •Экология популяций
- •2.Учение об экосистемах или синэкология
- •Биогеоценоз (экосистема)
- •Тема 3. Современные проблемы биосферы
- •1.Экология биосферы.
- •2.Современные проблемы биосферы
- •Состав атмосферы
- •Темы Международного дня 2004 год — «Сохранить наше небо: наша цель – благоприятствующая озону планета» 2006 год — «Сохрани озоновый слой: спаси жизнь на Земле»
- •Смог, его виды
- •0Ценка загрязнения атмосферного воздуха в городах рб
- •4.Экология гидросферы
- •Водные ресурсы беларуси и их использование
- •Вопрос 6 охрана рек
- •Обезвреживание и очистка сточных вод. Рациональное использование водных ресурсов
- •Экология почвы
- •1. Почва как среда обитания живых организмов
- •2. Почва участвует в круговороте веществ
- •4. Почва является источником питания растений
- •Эрозия почв, ее виды. Защита почв от эрозии
- •Охрана почв от загрязнения и разрушения
- •Рекультивация земель
- •Загрязнение почв рб в результате хозяйственной деятельности
- •Тема 4.: ведение сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения территории радиоэкологические последствия катастрофы на чаэс
- •Организационные мероприятия предусматривают:
- •Агротехнические приемы предусматривают:
- •Агрохимические мероприятия предусматривают оптимизацию физико-химических свойств почв посредством:
- •Технологические приемы включают:
- •Тема 5. Экологические проблемы современного сельского хозяйства.
- •2.Азотные удобрения и проблема нитратов
- •3.Проблема тяжелых металов
- •4.Экологические последствия применения пестицидов
- •5.Экологические проблемы крупных животноводческих комплексов
3. Основные понятия и термины экологии
Основным понятием и основной таксономической единицей в экологии является экосистема. Этот термин был введен в 1925г Артуром Тэнсли. Существует несколько определений экосистемы, приведем некоторые из них.
Экосистема– любое сообщество живых организмов и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.
Экосистема – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны обменом вещества и энергии.
Экосистемы бывают различного ранга:
-микроэкосистемы - капля воды, муравейник, небольшой пруд
-мезоэкосистемы – лес, река, озеро
-макроэкосистемы – континент, океан
-глобальная экосистема – биосфера
Сходным по смыслу является понятие биогеоценоз. Этот термин введен в 1942г Сукачевым В.Н..
Биогеоценоз – это устойчивая система живых организмов (растений, животных, микроорганизмов), занимающих соответственный участок земной поверхности с особым микроклиматом, геологическим строением, почвой, водным режимом.
Экосистема и биогеоценоз в ряде случаев совпадают, но экосистема – более общее, безразмерное понятие (универсальное). Биогеоценоз – это экосистема, границы которой очерчены ареалом распространения растительного покрова – фитоценоза. Например, степные, болотные, луговые биогеоценозы.
Сходство экосистемы и биогеоценоза в том, что в обоих случаях рассматривается совокупность живых организмов и среды их обитания.
Отличие заключается в том, что:
1)биогеоценоз рассматривают, как правило, при изучении сухопутных экосистем;
2)обязательным компонентом биогеоценоза является фитоценоз – растительное сообщество.
За счет фитоценоза в биогеоценоз постоянно идет приток энергии от Солнца, экосистемы без растений являются недолговечными.
Биоценоз– группировки взаимно обитающих и взаимосвязанных организмов.
Биотоп (экотоп)- пространство, занимаемое биоценозом, его среда обитания.
С использованием данных понятий можно дать краткое определение биогеоценоза: это биоценоз, занимающий определенный биотоп.
Популяция – (от лат.populus– народ) – часть особей, принадлежащих к одному виду, занимающих определенную область (ареал) и способных к саморегуляции и поддержанию определенной численности.
Сообщество– данный термин имеет неоднозначное содержание. Его используют как синоним биоценоза, когда рассматривают совокупность разных видов; а также им обозначают совокупность только растений (фитоценоз), либо животных (зооценоз), или микробного населения (микробоценоз).
Уровни организации живых систем
Экология изучает живые системы различных уровней организации в их взаимодействии со средой обитания. А что представляют собой живые системы ? Что такое система вообще ?
Система – упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.
Как вы думаете, что является мельчайшей, микроскопической живой системой ? На каком уровне можно отличить живую материю от неживой ?
Это биологически активные молекулы белка, ДНК, РНК, углеводов. Уже на этом уровне проявляются свойства, характерные для живой природы: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации.
Различают следующие уровни организации живых систем:
Молекулярный (или генный)
Клеточный– биологически активные молекулы объединяются в единую систему. Все организмы подразделяются на одноклеточные и многоклеточные.
Тканевый – сочетание сходных по строению и выполняемым функциям клеток образует ткань.
Органный – несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют орган.
Организменный– взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма.
Популяционно-видовой– уровень, где существует совокупность однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местом обитания. На этом уровне происходят элементарные эволюционные изменения.
Биоценостический– совместно обитающие и взаимодействующие виды образуют целостность – биоценоз.
Биогеоценотический (экосистемный) – уровень, объединяющий разные по видовому составу организмы в их взаимосвязи с условиями обитания (в биотопе).
Биосферный уровень– природная система самого высокого ранга, охватывающая все проявления жизни на планете. На этом уровне происходят все круговороты вещества в глобальном масштабе, связанные с жизнедеятельностью организмов.
На каждом уровне в результате взаимодействия с окружающей средой за счет обмена веществом, энергией и информацией возникают характерные функциональные системы.
Эмерджентность как свойство экосистем
Между названными уровнями организации живого существует соподчиненность. Более простые уровни входят как основные элементы в более сложные. Однако на каждом более высоком уровне появляются свойства и закономерности, их описывающие, которых не было на предыдущем уровне. Этот принцип называется принципом эмерджентности.
Эмерджентность –это наличие у системы особых свойств, отсутствующих у элементов системы(от англ.emergent– внезапно возникающий).
Нельзя описать процессы, происходящие в лесной экосистеме только на основе знания свойств растений, животных, микроорганизмов без учета взаимодействия между ними.
Данное явление отражено в принципе Берталанфи (1969): целое представляет нечто большее, чем сумма составляющих его элементов, т.к. главная характеристика его – взаимодействие, протекающее между элементами.
Точно так же как нельзя предсказать свойства воды, только исходя из свойств водорода и кислорода, нельзя предсказать и свойства экосистемы на основании сведений об отдельных популяциях. Необходимо изучать и лес в целом и отдельные деревья, находящиеся в лесу.
Из знания принципа эмерджентности вытекает и следующий важный вывод: свойства экосистемы можно неожиданно изменить, вмешавшись в природные процессы и нарушив естественную связь между ее элементами. Примером может послужить гибель Арала, последствия осушения болот и др.
Эмерджентность определяется видовым разнообразием. Чем больше видов в экосистеме, тем больше ее эмерджентность. В природных экосистемах с богатым видовым разнообразием наблюдаются сложнейшие взаимосвязи, коэффициент эмерджентности их высок.
В агроэкосистемах (с.-х. поля) бедный видовой состав и, следовательно, низкий коэффициент эмерджентности – низкая способность к саморегуляции и устойчивость. Агроценозы не могут существовать без поддержки и постоянного вмешательства со стороны человека, т.к сразу начинается внедрение нежелательных видов – сорняков, вредителей, различных возбудителей болезней.