- •1. Предмет и задачи глобальной экологии
- •2. Глобальные экологические проблемы
- •2.1 Химическое загрязнение биосферы
- •2.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы
- •2.3 Фотохимический туман (смог)
- •2.4 Химическое загрязнение природных вод
- •2.5 Неорганическое загрязнение
- •2.6 Органическое загрязнение
- •2.7 Загрязнение почвы
- •2.8 Пестициды как загрязняющий фактор
- •2.9 Кислые атмосферные выпады на сушу
- •Лекция№2 Учение Вернадского о биосфере
- •1. Биография в.И. Вернадского
- •2. Основные положения учения Вернадского.
- •3. Эмпирическое обобщение (принципы).
- •Эволюция биосферы. Ноосфера. Техносфера
- •1. Эволюция биосферы
- •2. Понятие ноосферы по в. И. Вернадскому
- •3. Исторические изменения в биосфере. Техносфера
- •Лекция №4 Биосфера как целостная система. Основные законы и принципы экологии
- •1. Экосистема
- •2. Биогеоценоз
- •3. Популяция
- •5 Основные законы и принципы экологии
- •1. Закон минимума
- •2.Закон толерантности
- •3.Обобщающая концепция лимитирующих факторов
- •4. Закон конкурентного исключения
- •5.Основной закон экологии
- •Биогенный круговорот
- •Разнокачественность форм жизни и биогенный круговорот
- •Значение консументов в круговороте веществ:
- •Трофические уровни и их характеристика
- •Типы взаимоотношений
- •Биохимические функции различных групп организмов
- •Углеводы
- •Большой и малый биогенные круговороты
- •Круговорот веществ Круговорот углерода
- •Круговорот кислорода
- •Круговорот азота
- •Круговорот фосфора
- •Круговорот серы
- •Круговорот воды
- •Круговорот ртути
- •Круговорот свинца
- •Лекция №6 Динамика биосферы
- •Основные составляющие биосферы.
- •Обычно выделяют 5 главных видов круговорота энергии и веществ:
- •Динамика численности и популяционные циклы
- •Тема Проблемы гидросферы
- •Пресная вода и санитария
- •Вода как необходимый фактор развития человечества
- •3. Роль мирового океана в биосфере. Загрязнения океана
- •4. Экологические проблемы прибрежных районов
- •Потеря биологического разнообразия
- •1. Биологическое разнообразие и распределение видов
- •2. Количественное описание биоразнообразия
- •3. Утрата видов
- •4. Меры по сохранению биоразнообразия
- •5. Стратегия сохранения биоразнообразия
- •Экологические аспекты здоровья
- •1. Экологическая медицина, экопатология.
- •2. Опасность загрязнения окружающей среды.
- •3. Загрязнение продуктов питания.
- •4. Экология и здоровье человека.
- •5. Экологическая патология.
2.Закон толерантности
Он формулируется следующим образом: отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепла, света, воды).
Следовательно, организмы характеризуются как экологическим минимумом, так и максимумом. Слишком много хорошего тоже плохо. Диапазон между двумя величинами составляет пределы толерантности, в которых организм нормально реагирует на влияние среды. Закон толерантности предложил В. Шелфорд в 1913 г. Можно сформулировать ряд предложений, дополняющих его.
Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении другого.
Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному значению того или иного фактора, определенному в лаборатории.
Период размножения обычно является критическим; в этот период многие факторы среды часто оказываются лимитирующими.
Живые организмы изменяют условия среды, чтобы ослабить лимитирующее влияние физических факторов. Виды с широким географическим распространением образуют адаптированные к местным условиям популяции, которые называются экотипами. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют местным условиям. В зависимости от того, закреплены ли экотипы генетически, можно говорить об образовании генетических рас или о простой физиологической акклиматизации.
3.Обобщающая концепция лимитирующих факторов
Наиболее важными факторами на суше являются свет, температура и вода ( осадки ), а в море – свет, температура и соленость. Эти физические условия существования могут быть лимитирующими и влияющими благоприятно. Все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно.
Из других лимитирующих факторов можно отметить атмосферные газы ( углекислый газ, кислород ) и биогенные соли. Формулируя закон минимума, Либих и имел в виду лимитирующее воздействие жизненно важных химических элементов, присутствующих в среде в небольших и непостоянных количествах. Они называются микроэлементами и к ним относятся железо, медь, цинк, бор, кремний, молибден, хлор, ванадий, кобальт, йод, натрий. Многие микроэлементы, подобно витаминам, действуют как катализаторы. Фосфор, калий, кальций, сера, магний, требующиеся организмам в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами.
Важным лимитирующим факторам в современных условиях является загрязнение природной среды. Оно происходит в результате внесения в среду веществ, которых в ней либо не было (металлы, новые синтезированные химические вещества) и которые не разлагаются вовсе, либо существующих в биосфере (например, углекислый газ), но вносимых в чрезмерно больших количествах, не дающих возможности их переработать естественным способом. Образно говоря, загрязняющие вещества – это ресурсы не на своем месте. Загрязнение приводит к нежелательному изменению физических, химических и биологических характеристик среды, которое оказывает неблагоприятное влияние на экосистемы и человека. Цена загрязнения – здоровье, в том числе в прямом смысле цена затрат на его восстановление. Загрязнение увеличивается как в результате роста населения и его потребностей, так и в результате использования новых технологий, обслуживающих эти потребности.
Оно бывает химическим, тепловым, шумовым.
Главный лимитирующий фактор, по Ю.Одуму, - размеры и качество «ойкоса», или нашей «природной обители», а не просто число калорий, которые можно выжать из земли. Ландшафт не только склад запасов, но и дом, в котором мы живем. «Следует стремиться к тому, чтобы сохранить по меньшей мере треть всей суши в качестве охраняемого открытого пространства. Это означает, что треть всей нашей среды обитания должны составлять национальные или местные парки, заповедники, зеленые зоны, участки дикой природы и т.п.» (Одум Ю.)Ограничение использования земли является аналогом природного регулирующего механизма, называемого «территориальным поведением ». При помощи этого механизма многие виды животных избегают скученности и вызываемого ею стресса.
Преодоление лимитирующих факторов требует огромных затрат вещества и энергии. Для удвоения урожая необходимо десятикратное увеличение количества удобрений, ядохимикатов и мощностей (животных или машин ).
К лимитирующим факторам относится и численность популяции. Это обобщается в принципе Олли : « Степень агрегации ( так же как и общая плотность ), при которой наблюдается оптимальный рост и выживание популяции, варьирует в зависимости от вида и условий, поэтому как « недонаселенность» ( или отсутствие агрегации ), так и перенаселенность могут оказывать лимитирующее влияние.» Некоторые экологи считают, что принцип Олли приложим и к человеку. Если это так, то отсюда возникает потребность в определении максимальной величины городов, стремительно растущих в настоящее время.