Введение в экологию Л -1

Экология (от греч.: «oicos» - дом, жилище, родина, местообитание; «logos» - слово, понятие, мысль, учение) в буквальном смысле – наука о местообитании организмов.

Аут-экология – раздел экологии, изучающий взаимодействие отдельного организма (особи) с окружающей средой, например, с температурой, влажностью, химическими веществами и пр., точнее исследуется отдельный организм или группа особей одного вида, взаимоотношения с условиями среды, жизненные циклы и поведение, индивидуальная адаптация и механизмы, обеспечивающие устойчивость функционирования особи.

Дем-экология или популяционная экология – раздел экологии, изучающий взаимодействие индивидуумов одного вида между собой и с окружающей средой на их общей территории, о структурах и динамике популяций отдельных видов, что необходимо для решения важнейших проблем – механизмов популяции численности организмов, оптимальной плотности, допустимых норм изъятия из популяций при различных антропогенных нагрузках на территорию.

Эйд-экология или экология видов, новое подразделение, наименее разработанное.

Син-экология или экология сообществ анализирует отношения различных видов животных, растений и микроорганизмов между собой и с неорганической средой обитания определенного сообщества. Она переросла в науку об экосистемах.

Объекты исследования– организмы и их системные совокупности, экосистемы, предмет изучения – комплекс взаимоотношений или структура связей между организмами и окружающей средой во времени на различных уровнях организации живого.

Важнейшая цель экологии – выявить закономерности взаимодействий между растениями, животными организмами и средой их обитания и на этой базе наметить пути, с помощью которых можно сохранить все существующие на планете виды в постоянно меняющихся условиях среды, а также определить пути рационального использования природных ресурсов и обеспечить нормальную жизнедеятельность человека.

Для осуществления таких целей общей экологии в жизни следует решить следующие основные задачи:

— изучение особенностей организации жизни, преимущественно в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом;

— установление механизмов адаптации организмов к среде;

— изучение гомеостатичности организмов, видов, популяций, экосистем, их продуктивности в зависимости от условий среды;

— регулирование численности популяции;

— исследование энергетических связей в экосистемах;

— создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирование изменений природной среды, ландшафтов в результате деятельности человека, управление продукционными процессами и сохранение благоприятной среды для жизни человека;

— совершенствование классификации состава, структуры и функционирования экосистем, дальнейшее развитие всех методов исследования, главным образом моделирования систем;

— экологическая индикация при определении свойств различных компонентов ландшафтов, в особенности индикация загрязнения окружающей среды;

— восстановление нарушенных экосистем, оздоровление ландшафтов и разработка принципов оптимального природопользования;

сохранение эталонных участков биосферы.

Биосфера - живая оболочка Земли

Впервые понятие «биосфера» введено Ж.-Б. Ламарком в начале XIX столетия (1803 г.). В 1875 г. австрийский геолог Зюсс «воскресил» термин «биосфера», а в 1914 г. термин использовал В.И. Вернадский, разработавший учение о биосфере- оболочке Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль.

Биосфера - исторически сложившаяся, многокомпонентная, планетарная, саморегулирующаяся система живого вещества.

Факторами устойчивости биосферы являются: видовое разнообразие, круговорот веществ, эволюция видов, передача энергии, стабильная численность популяции.

Верхней границей биосферы является озоновый экран, расположенный на расстоянии около 16 км от поверхности Земли на полюсах и до 25 км - над экватором.

Нижняя граница жизни в литосфере теоретически определяется температурой 100⁰С. Живые организмы в трещинах нефтеносных скважин могут встречаться на глубине до 3 км от земной поверхности. В морях предельная для жизни температура встречается на глубине 11 км (Мариинская впадина в Тихом океане- 11020 м).

Подразделяют на три геосферы в зависимости от их фазового состояния: газовую оболочку - атмосферу; водную - гидросферу; твердую - литосферу.

Атмосфера – газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом.

Атмосфера земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.

Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ. Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон - О_{3 .}

Гидросфера - совокупность всех вод Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических и атмосферных.

Гидросфера находится в тесной зависимости с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы.

Литосфера - верхняя «твердая» оболочка Земли, постепенно переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества.

Химический состав земной коры определяют немногие элементы, всего восемь – это: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, которые слагают основную ее массу.

Земная кора сложена горными породами различного типа и различного происхождения (осадочные, метаморфические, магматические).

В состав биосферы входят:

• Живое вещество - это совокупность существующих (или существовавших в определенный отрезок времени) живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором (растения, микроорганизмы, человеческое общество). Живое вещество отличается от неживого такими свойствами, как обмен веществ, подвижность, раздражаемость, рост, размножение, приспособляемость.

• Косное вещество - совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют (твердые, жидкие и газообразные соединения).

• Биогенное вещество создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов (каменный уголь, известняки, нефть, О₂).

• Биокосное вещество – это почва, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества.

• Радиоактивные вещества.

• Рассеянные атомы (создающиеся из живого вещества в результате воздействия космических частиц).

• Вещества космического происхождения.

Биосфере присущи биохимические функции:

• газовая – биогенная миграция газов в результате фотосинтеза и азотфиксация;

• концентрационная – аккумуляция и сосредоточение в определенных местах рассеянных элементов во внешней среде;

• окислительно – восстановительная – превращение химических соединений с элементами перемешанной валентностью (Al,Fe,Mg) - бывают в закисной и окисной формах;

• биохимические процессы – протекают в живых организмах.