- •Тема 1. Атмосфера
- •8. Загрязнение почв. Нормирование почвенного загрязнения.
- •Тема 4. Биосфера
- •9. Общие понятия экологии
- •10. Биосфера.
- •11. Живое вещество
- •12. Биологический круговорот.
- •Тема 5. Техногенез
- •13. Основные показатели техногенеза
- •14. Экологическое нормирование
- •Тема 6. Природные ресурсы
- •15. Минерально-сырьевые ресурсы
- •16. Обеспеченность минеральными ресурсами
- •17. Земельные ресурсы
- •18. Водные ресурсы
- •19. Энергетические ресурсы.
- •Тема 7. Экологический мониторинг
Тема 4. Биосфера
9. Общие понятия экологии
Экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.
Экосистема - сообщество живых организмов и среда их обитания, которые функционируют совместно, т. е. обмен вещества и энергии происходит в них во взаимосвязи.
С точки зрения трофических (от греч. трофе - питание) отношений экосистема имеет два компонента (которые обычно частично разделены во времени и пространстве):
1) автотрофный компонент (автотрофный - самостоятельно питающийся), для которого характерны фиксация световой энергии, использование простых неорганических веществ и построение сложных веществ,
2) гетеротрофный компонент (гетеротрофный - питаемый другими), для которого характерны утилизация, перестройка и разложение сложных веществ.
Экосистема состоит из четырех основных элементов.
1. Неживая (абиотическая) среда - вода, минеральные вещества, газы, органические остатки и гумус.
2. Продуценты (производители) - живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества.
3. Консументы - потребители растительной продукции.
4. Редуценты (деструкторы) - группа организмов, которые разлагают органические остатки, превращая их в исходное сырье (вода, минеральные вещества и углекислый газ), пригодное для продуцентов. К редуцентам относятся черви, личинки насекомых и другие мелкие почвенные организмы.
Первый трофический уровень образуют автотрофные организмы. Они являются первичными продуцентами. Они утилизируют энергию солнца, создают массу органического вещества (биомассу), являются основой существования жизни вообще и биоценоза в частности. К числу первичных продуцентов относятся растения.
Гетеротрофы представлены животными, бактериями и грибами, получающими энергию путем усвоения органических веществ, разложения мертвых тканей. Это - второй трофический уровень, который представлен консументами.
Третья группа - организмы, разлагающие отходы жизнедеятельности и отмершие организмы до минеральных веществ - редуценты.
Природный комплекс, состоящий из определенных групп живых существ и среды их обитания называют экологической системой или биогеоценозом. Это элементарная единица биосферы.
Живое вещество биогеоценоза объединяется понятием «биоценоз» (фитоценоз+зооценоз+микробоценоз). Внешняя среда биоценоза обозначается понятием «биотоп».
Совокупность биоценоза и биотопа называют биогеоценозом.
Природные условия, оказывающие влияние на жизнедеятельность организмов, называют экологическими факторами.
Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с различными длинами волн.
Свет улавливается зелеными растениями в процессе фотосинтеза:
6 СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2
В среднем 0,1% энергии, получаемой Землей от Солнца, связывается в процессе фотосинтеза и превращается в биомассу растений-продуцентов. Максимум полезной работы наблюдается в лесах - до 1,2% от солнечного излучения, минимум характерен для пустынь, тундр и океана.
Температура является важным и часто лимитирующим фактором среды. Распространение различных видов и численность популяций существенно зависят от температуры. Живые организмы приспосабливаются к различным температурным условиям; одни могут жить при постоянной температуре, другие адаптированы к колебаниям температуры.
Влажность (вода, ее количество и качество в окружающей среде), является лимитирующим физическим фактором как в наземных, так и в водных экосистемах. Вода составляет основную массу организмов животных и растений. Ткани большинства живых организмов на 50-80% состоят из воды.
Химический экологический фактор характеризует состав среды обитания. Химический фактор определяет допустимые изменения химического состава среды, в рамках которого сохраняется жизнедеятельность организма.
Сущность химического экологического фактора вытекает из закона толерантности.
Согласно закону толерантности: существование живого организма невозможно при недостатке или избытке конкретного жизненно необходимого химического элемента в среде обитания в доступной для организма форме.
В характере воздействия любых экологических факторов можно выделить закономерности:
Закон оптимума – каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организм.
Для каждого вида существует свой закон оптимума, и уменьшение или усиление влияния фактора ведет к гибели организма.
Принцип минимума: биопродуктивность экосистемы определяется единственным лимитирующим (ограничивающим) фактором, интенсивность которого близка к минимуму, необходимому организму.
В начале 70-х гг. американский эколог Б. Коммонер сформулировал четыре положения, раскрывающие суть системы рационального природопользования.
1. Все связано со всем. Это положение об экосистемах и биосфере.
2. За все надо платить. Это всеобщий «закон» рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая.
3. Все надо куда-то девать. Это положение о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и о последующем захоронении этих отходов.
4. Природа знает лучше. Это самое важное положение природопользования, которое означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы для очистки стоков и повышения урожая культурных растений.