- •Биосфера - живая оболочка Земли
- •Ноосфера и техносфера
- •Классификация экологических факторов (по ю.Одуму)
- •Природная среда
- •Зависимость жизнедеятельности от количественного значения экологического фактора
- •Принцип действия лимитирующих факторов.
- •Метаболизм
- •Активность
- •Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды
- •Абиотические факторы
- •Биотические факторы
- •Антропогенные факторы
- •Динамика роста численности популяции
- •Возрастная структура популяций
- •Видовая структура биоценоза
- •Пространственная структура биоценоза. Ярусность и мозаичность
- •Структура биогеоценоза
- •Экосистемы
- •Наземные
- •Гомеостаз и сукцессия экосистем
- •Типичные схемы пищевых цепей
- •Распределение живых организмов по трофическим уровням
- •Типы экологической эффективности (по ю. Одуму)
- •Биологическая продуктивность экосистем
- •Экологические пирамиды
- •Основные законы и правила экологии
- •16. Законы экологии б. Коммонера (1974 г.):
- •Основные принципы рационального природопользования
- •Основные законы и правила природопользования
- •Среда жизни человека
- •Воздействие человека на природную среду
- •Экология урбанизированных территорий
- •Роль зеленых насаждений в жизни города
- •Природные ресурсы–это совокупность естественных тел, веществ и явлений природы, которые человек использует для достижения целей, направленных на обеспечение своего существования.
- •Классификация природных ресурсов:
- •1. Энергетические ресурсы:
- •VII. По критерию использования:
- •Экологический кризис
- •Основные направления выхода из экологического кризиса:
- •Оценка экологической обстановки территории
- •Особо охраняемые природные территории
- •Красная книга
- •Загрязнение окружающей природной среды л-8
- •1. Материальное:
- •2. Физическое (энергетическое):
- •Нормирование качества окружающей природной среды
- •Пдс (предельно допустимый сброс) - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
- •Загрязнение атмосферы
- •В зависимости от масштабов распространения выделяют: местное, региональное и глобальное загрязнения. Источники загрязнения атмосферы классифицируются:
- •Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
- •Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы
- •Нормирование загрязняющих веществ в почвогрунтах
- •Антропогенные воздействия на литосферу
- •Загрязнение гидросферы
- •Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах
- •Показатели вредности:
- •Нормирование загрязняющих веществ в воде водотока
- •Экологические последствия загрязнения гидросферы
- •Инженерная защита окружающей среды л-11
- •Очистка газовых выбросов в атмосферу
- •Очищенный Выделенный газ газ на утилизацию
- •Абсорбент
- •Абсорбент
- •При этом используют различные катализаторы: медно-никелевый сплав, платину на глиноземе, медь, никель, хром и др.:
- •Физико- химические методыприменяются для очистки производственных сточных вод (в случае бытовых стоков их применение ограничено по экономическим соображениям). К этим методам относятся:
- •Биологические пруды–это специально созданные неглубокие водоемы, где протекают естественные биохимические процессы самоочищения воды в аэробных и анаэробных условиях.
- •Малоотходное производство
- •Утилизация и ликвидация твердых отходов
- •Обработка и утилизация осадков сточных вод
- •Сжигание осадков
- •Эффективность обработки дымовых газов
- •Комплексный анализ различных сред
- •Мониторинг окружающей среды л-13
- •Структура мониторинга
- •Система
- •Классификация систем мониторинга:
- •Экологический мониторинг
- •Сбор информации осуществляется путем наблюдений:
- •Экологическое картографирование
- •Способы снижения риска:
- •Чрезвычайной экологической ситуации
- •Возмещение вреда, причиненного опс
- •Механизм возмещения вреда от загрязнения природной среды
- •Факт выбросов
- •Методы прогнозирования последствий антропогенного воздействия наОс
- •Логические:
- •Формализованные:
- •Моделирование в экологических исследованиях
- •Классификация моделей.
- •Экологическая стандартизация и паспортизация
- •Экономические аспекты охраны природы л-16
- •Экономические механизмы охраны окружающей природной среды
- •Структура экономического механизма охраны окружающей природной среды
- •Экономический механизм охраны окружающей природной среды
- •За использование природных ресурсов
- •За загрязнение окружающей среды
- •Экологические фонды
- •Основные направления расходования
- •Меры стимулирования
- •Платежи за природные ресурсы
- •1. Направляемую на восстановление и охрану водных объектов.
- •2. За пользование водными объектами (водный налог).
- •Экологическая экспертиза
- •Экологический контроль
- •Правовой режим природопользования и охраны окружающей среды
- •Экологические правонарушения
- •Критерии разграничения экологического преступления и административного проступка
Абиотические факторы
Абиотические факторы - это совокупность важных для организмов свойств неживой природы.
Основными являются:
климатические (свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, долгота дня, радиационный режим и т.д.);
эдафические (почвенно – грунтовые: механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость и т.д.);
орографические (рельеф);
гидрологические.
Климатические факторы.
● Свет является одним из важнейших абиотических факторов, особенно для фотосинтезирующих зеленых растений. Солнце излучает огромное количество энергии. Он является лимитирующим фактором для живых организмов – это источник энергии, без которого невозможна жизнь.
Лучистая энергия Солнца - определяется длиной волны. Различают: инфракрасный свет(7900 Ангстрем);видимый свет(7900-3900 А);ультрафиолетовый(3900А, поглощаемый озоновым слоем).
Особое значение в жизни всех организмов имеет видимый свет. С участием света у растений и животных протекают важнейшие процессы: фотосинтез, транспирация, фотопериодизм, движение, зрение у животных.
Фотосинтез. В среднем 1-5 % падающего на растения света используется для фотосинтеза по реакции:
хлорофилл
СО2 + Н2О глюкоза + О2
пластициды
В результате фотосинтеза в биосфере накапливается органическое вещество, в котором аккумулируется энергия, и кислород, который необходим для дыхания всех живых организмов. Энергия передается по пищевой цепи животным и микроорганизмам. Интенсивность фотосинтеза зависит от длины волны света.
По отношению к свету различают следующие экологические группы растений:
- световые (гелиофиты)обитают на открытых местах с хорошей освещенностью, они образуют разреженный и невысокий растительный покров, чтобы не затенять друг друга;
теневые (сциофиты) не выносят сильного освещения, живут в постоянной тени под пологом леса (лесные травы), при резком осветлении проявляют признаки угнетения и часто погибают;
- теневыносливые (гемеосциты) – живут при хорошем освещении, но легко переносят и некоторое затенение (растения лесов).
Равномерное чередование во времени каких – либо состояний организма называется биологическим ритмом.
Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде, и внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма.
Фотопериодизм - ритмические изменения морфологических, биохимических и физических свойств и функций организмов под влиянием чередования и длительности освещения.
По типу фотопериодической реакции выделяют основные группы растений:
растения короткого дня – зацветание и плодоношение наступает при 8-12 часовом освещении;
растения длинного дня - для цветения им нужна продолжительность дня 12 и более часов;
нейтральные к длине дня - длина фотопериодизма безразлична.
Животные делятся на две группы: дневные и ночные.
● Одним из наиболее важных факторов, определяющих существование, развитие и распространение организмов по земному шару, является температура.Тепловой режим- важнейшее условие существования живых организмов. Главным источником тепла является солнечное излучение. Сила и характер воздействия солнечного излучения зависят от географического положения и определяют климат региона, температурный диапазон активной жизни на Земле.
По отношению к температуре все организмы подразделяются на: холодолюбивые и теплолюбивые.
Холодолюбивые (криофилы) – способны жить в условиях сравнительно низких температур и не выносят высоких. Они сохраняют активность при температуре клеток до - 8… - 100 С, когда жидкости их тела находятся в переохлажденном состоянии. К ним относятся бактерии, грибы, моллюски, членистоногие, черви и др.
Приостановка всех жизненных процессов организма называется анабиозом.
У теплолюбивых (термофилов)жизнедеятельность приурочена к условиям довольно высоких температур. Они не переносят низких температур и нередко гибнут уже при 00 С, хотя физического замораживания их тканей не происходит.
Температура, наиболее благоприятная для жизнедеятельности и роста, называется оптимальной.
Живые организмы в процессе эволюции выработали различные формы адаптации к изменению температуры.
У животных наблюдаются следующие основные типы теплообмена.
Первый тип характерен для животных с неустойчивым уровнем обмена веществ, непостоянной температурой тела и почти полным отсутствием механизмов терморегуляции. Животных называют пойкилотермные или холоднокровные (эктотермные) - (беспозвоночные, рыбы, амфибии, рептилии).
Второй - свойственен животным с более высоким и устойчивым уровнем обмена веществ, в процессе которого осуществляется терморегуляция и обеспечивается относительно постоянная температура тела. Животных называют - теплокровные или гомойотермные (эндотермные) – (птицы и млекопитающие). Терморегуляция бывает: химическая, физическая, экологическая.
Третий - свойственен животным с различной степенью устойчивости температуры тела и ее регуляции в отдельные периоды жизни (зимоспящие и впадающие в глубокий сон) – гетеротермные (промежуточные).
Растения по отношению к теплуподразделяются на:
термофилыили теплолюбивые (выдерживают температуру до 500 С и весьма чувствительны к холоду);
мезофилы (умеренные);
криофилы или холодостойкие, устойчивые к низким температурам.
Для развития растений важно понятие порог вегетации– самая низкая температура, при которой начинается вегетация (для большинства культур: + 100 С; холодостойких: + 50 С; теплолюбивых: + 150 С).
Температура влияет и на ход корневого питания у растений: этот процесс возможен лишь при условии, когда температура почвы на всасывающих участках на несколько градусов ниже температуры наземной части растения. Нарушение этого равновесия влечет за собой угнетение жизнедеятельности растения, и даже его гибель.
Известны морфологические приспособления растений к низким температурам, - жизненные формы растений, которые можно выделить по положению почек возобновления растительных видов по отношению к поверхности почвы и к защите, которую они получают от снежного покрова, лесной подстилки, слоя почвы и т.п.
Жизненные формы растений (по Раункиеру):
эпифиты– растут на других растениях и не имеют корней в почве;
фанерофиты– почки возобновления остаются высоко над поверхностью почвы;
хамефиты - почки возобновления у поверхности почвы или не выше 20-30 см;
гемикриптофиты - почки возобновления у поверхности почвы, или в самом поверхностном слое, часто покрытом подстилкой;
криптофиты– почки возобновления скрыты в почве или под водой; они теряют всю видимую растительную массу и прячут свои почки в клубнях, луковицах или корневищах, скрытых в почве;
терофиты– однолетние растения, отмирающие с наступлением неблагоприятного сезона, выживают лишь семена или споры.
● В жизни организмов водавыступает как важнейший экологический фактор. Без воды нет жизни. Влажность среды является фактором, лимитирующим распространение и численность организмов на Земле.
Показателями являются:абсолютная влажность (кг/м3); удельная (г/кг); относительная (%); дефицит влажности и т.д.
Влажность формируется под влиянием атмосферных осадков, физического испарения, транспирации растений, парообразного переноса, температуры, движения воздушных масс.
На осадки влияют: радиация, температура, скорость ветра, растительность, почвы.
Важное значение имеет водный обмен организмов с окружающей средой.
В зависимости от местообитаниясреди наземных растений различают следующие экологические группы:
гидрофиты – растения, погруженные в воду полностью или частично, почки находятся в воде
гигрофиты- растения, обитающие во влажных местах, не переносящие водного дефицита и обладающие невысокой засухоустойчивостью (тропические растения, живущие при высокой температуре и влажности воздуха).
мезофиты - это растения умеренно влажных местообитаний (луговые травы, лиственные деревья, сельскохозяйственные культуры).
ксерофиты - это растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги - почвенную и атмосферную засуху (растения пустынь, сухих степей, сухих субтропиков).
Ксерофиты подразделяются на:
суккуленты - обладают способностью накапливать в своих тканях большое количество воды (кактусы, алоэ);
склерофиты - не накапливают в себе влагу, а испаряют ее в большом количестве, постоянно доставая из глубоких слоев почвы (саксаулы, верблюжья колючка, полынь, ковыль).
Ветер – возникает из-за неодинакового нагрева земной поверхности, связанного с перепадами давления. Движение воздушных масс направлено от большего к меньшему давлению. В экосистеме важнейший фактор циркуляции воздуха – горизонтальное перемещение воздушных масс на ее верхней границе.
В приземном слое ветер влияет на температуру, влажность, испарение, транспирацию растений.
Эдафические факторы (почвенно- грунтовые). Они воздействуют не только на живые организмы, но и служат для многих из них средой обитания. Эти факторы связаны с функционированием почвенного покрова, который сформировался под влиянием комплекса экологических факторов (климат, рельеф, жизнедеятельность организмов, возраст, породы…).
Важнейшим свойством почвы является плодородие, которое определяется содержанием гумуса, макро- и микроэлементов, таких как азот, фосфор, кальций, калий, магний, сера, железо, медь и др.
Мощность почв и их горизонтов – говорит о запасах питательных элементов, их аккумуляции или вымывании, определяют агрономическую ценность почвы.
Механический состав – к нему адаптируется животный мир.
Температура – влияет на продуктивность растений. Почвы обладают слабой теплопроводностью и температурный режим довольно стабильный.
Влажность – необходима для фотосинтеза. В воде растворяются питательные вещества, поступающие с почвенным раствором в растения.
Реакция почв – варьирует от содержания в растворе водородных ионов и обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.
Живые организмы приспосабливаются к определенным значениям рН и являются индикаторами.
-
Сильнокислые
рН 4,5
Кислые
рН 4,6 – 5,5
Близкая к нейтральной
рН 5,6 – 6,5
Нейтральная
рН 6,6 – 7,0
Щелочная
рН 7,1 – 8,5
Сильнощелочная
рН 8,5
Растения неодинаково относятся к кислотности почвы.
Растения, предпочитающие кислые почвы с небольшим значением рН =3,5-4,5, называют ацидофилами, растения щелочных почв с рН= 7,0-7,5 – базифилами; растения почв с нейтральной реакцией - нейтрофилами.
Химический состав – определяет потенциальное плодородие почв и зависит от минералогического состава почвообразующих пород.
Различают растения: 1. распространенные на плодородных почвах - эутрофные, или эвтрофные; 2. довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ - олиготрофные; 3. мезотрофные - промежуточная группа.
Растения, особенно требовательные к повышенному содержанию азота в почве, называются нитрофилами. Растения, избегающие почв с большим содержанием извести, называются кальциефобами, а растения карбонатных почв – кальциефилами.
Особую группу представляют растения, адаптированные к сыпучим пескам псаммофиты.
Засоление почв – отрицательно влияет на растительность. Наиболее токсичны – хорошо растворимые соли (Na2CO3, NaCl, NaSO4, MgCl2, CaCl2) - они легко проникают в цитоплазму. Трудно растворимые – менее токсичны (CaSO4, MgSO4, CaCO3).
Воздушный режим – необходим для протекания жизненных процессов в организмах. При свободном доступе кислорода развиваются аэробные бактерии, при малом количестве – анаэробные.
Орографический фактор играет важную роль в распределении осадков на различных элементах рельефа.
На ровных территориях водоразделов формируются зональные типы почв; в понижениях (больше увлажнения) – гидроморфные; на повышениях и склонах возникает водная эрозия.
Экспозиция склонов влияет на тепловой режим почв. От распределения влаги и тепла развиваются определенные виды экосистем.