- •Лекция 1 введение
- •Лекция 1 предмет и содержание экологии
- •Предмет и содержание экологии
- •1.1. Предыстория экологии
- •1.2. Становление экологии как науки
- •1.3. Определение экологии
- •1.4. Структура, предмет и объекты современной экологии
- •1.5. Основные экологические проблемы современности
- •Практическая значимость экологических исследований
- •1.7. Основные задачи экологии
- •Вопросы для повторения
- •Лекция 2 биосфера. Учение о биосфере земли
- •2.1. Понятие и определение биосферы. Структура биосферы: состав, строение и границы биосферы.
- •Структура биосферы: состав, строение и границы биосферы
- •Магнитное поле Земли с о л н е ч н о е и з л у ч е н и е (солнечный ветер)
- •2.2. Основы учения Вернадского о биосфере
- •2.3. Этапы эволюционного развития биосферы
- •2.4. Этапы взаимодействия человечества с биосферой
- •2.5. Понятие ноосферы
- •2.6. Биологическое разнообразие как основа стабильности биосферы
- •2.7. Значение сохранения биологического разнообразия
- •2.8. Круговорот веществ в биосфере
- •Вопросы для повторения
- •Лекция 3 экосистемы
- •3.1. Понятие «экосистема». Структура экосистемы.
- •3.2. Классификация экосистем
- •3.3. Сукцессия экосистем.
- •3.4. Круговорот веществ в экосистемах
- •3.5. Экологические пирамиды
- •Продукция и энергия в экосистемах
- •Вопросы для повторения
- •Экология и здоровье человека
- •Элементы экологии внутренней среды человека
- •Глобальные и региональные проблемы окружающей среды
- •Последствия потепления климата (настоящие и ожидаемые)
- •Разрушение озонового слоя
- •Основные причины разрушения озонового слоя
- •Загрязнение водной среды нефтепродуктами
- •Опустынивание и уменьшение площади лесов
- •Вырубка лесов
- •Проблема развития промышленного производства.
- •Глобальные энергетические проблемы
- •Проблемы транспорта
- •Урбанизация городов
- •Ресурсные проблемы
- •Обеднение видового разнообразия флоры (растения) и фауны (животные)
- •Кислотные осадки
- •Экологические принцыпы рационального использования природных ресурсов и охраны природы Рациональное природопользование как основа экологической безопасности государства
- •Основные принципы природопользования
- •Основы экономики природопользования Начала основ экономики природопользования
- •Основы экономики природопользования
- •Экозащитные техника и технологии
- •Инженерная экозащита литосферы
- •Основные пути решения проблемы
- •Инженерная экозащита гидросферы
- •Освоение безводных и бессточных технологий
- •Подготовка воды для питьевых целей
- •Инженерная экозащита атмосферы
- •Основные компоненты выбросов
- •Лекция основы экологического права
- •И их задачи
- •Понятие экологического права
- •Метод экологического права
- •Основные принципы экологического права
- •Экологические правонарушения и юридическая ответственность
- •Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •Нормирование качества окружающей человека среды
- •1.1. Экологические нормативы
- •Пдк некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах, мг/кг
- •Доступные уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения, дБа
- •Вопросы для самопроверки
- •Практическая деятельность в области экологии человека
- •Качество окружающей среды
- •Качество жизни
- •Вопросы для самопроверки
- •Государственное образовательное учреждение
- •Расчётно-пояснительная записка
- •По дисциплине
- •Выполнил(а): студент(ка) группы мд-11(12) __________
- •Киров – 2010 Перечень рекомендуемой литературы
- •Контрольные вопросы к экзамену по экологии
3.3. Сукцессия экосистем.
В экосистеме связаны биоценоз (сообщество совместно живущих организмов) и биотоп (совокупность всех экологических факторов места их обитания).
Экосистему можно определить также как совокупность различных видов живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой таким образом, что вся эта совокупность может сохраняться неопределённо долгое время. Это единый природный комплекс, в котором живые и косные элементы связаны между собой обменом веществ и энергии.
Обязательными элементами каждой экосистемы являются:
- неорганические вещества - углерод, азот, диоксид углерода, вода, О2 и т.д.;
- органические вещества - белки, углеводы, липиды и т.д.;
- воздушная, водная и субстратная среда (субстрат – основа, в которой
постоянно обитают и развиваются организмы);
- биологические компоненты – живые организмы.
3.4. Круговорот веществ в экосистемах
Все циклы состоят из двух фаз: органической и неорганической. Все живые организмы в процессе жизнедеятельности находятся в постоянном и активном взаимодействии с окружающей средой. Суть этого взаимодействия заключается в обмене веществом и энергией.
Под биологическим круговоротом понимается поступление химических элементов из почвы и атмосферы в живые организмы, в которых поступающие элементы превращаются в новые сложные соединения, и возвращение их в почву и атмосферу в процессе жизнедеятельности. Последовательно переходы вещества из одной фазы в другую осуществляются ежегодно бесчисленное количество раз, например, 1/7 часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода атмосферы или вода. В этом плане весьма интересен азот (N) – один из важнейших химических элементов живых организмов. Азот является строительным элементом для белков, нуклеиновых кислот, компонентов АТФ, хлорофилла, гемоглобина и др. Оксиды азота (N20, N02) загрязняют окружающую среду. Денитрификация замыкает цикл азота (N03¯→ N02¯→ N20 → N2 и препятствует накоплению оксидов, которые в высоких концентрациях токсичны для живых организмов.
Круговорот веществ никогда не бывает полностью замкнутым. Часть органических и неорганических веществ выносится за пределы экосистемы, и в то же время их запасы могут пополняться за счет притока извне. В отдельных случаях степень повторяющегося воспроизводства некоторых циклов круговорота веществ достигает 90-98%. Неполная замкнутость циклов в масштабах геологического времени приводит к накоплению элементов в различных природных сферах Земли. Так накапливаются полезные ископаемые – уголь, нефть, газ, известняки и др.
Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:
- совокупность живых и неживых компонентов;
- полный цикл круговорота веществ, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие. Круговорот веществ никогда не бывает замкнутым. Часть органических и неорганических веществ выносится за пределы экосистем, и в то же время их запасы могут пополняться за счет притока извне.;
- сохранение устойчивости в течение некоторого времени, что обеспечивается определённой структурой биотических и абиотических компонентов. Устойчивое соотношение видов экосистем складывалось веками. Поэтому появление любого нового вида, не свойственного данной системе, может нарушить естественное равновесие. Например, завезенные на материк новые виды животных.
Более простые экосистемы входят в более сложно организованные. Очень крупные наземные экосистемы называются биотами. Они составляют живое вещество и среду обитания, которая обусловлена совокупностью экологических факторов. К биотам относятся:
Пустыни: а) тропические, б) умеренного климата;
Луга: а) тропическая саванна, б) луга умеренного пояса (прерия, степь), в) полярные луга (арктическая и альпийская тундра);
Леса: а) влажные тропические, б) сухие тропические, в) лиственные умеренного климата, г) северные хвойные (тайга);
Пресноводные экосистемы: а) сильно увлажнённые земли, б) озёра, в) коралловый риф, г) континентальный шлейф (океаническое мелководье), д) океанические глубины.
Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить растения и организмы, относящиеся к продуцентам, консументам, редуцентам и детритофагам, которые составляют биотическую трофическую структуру экосистем (биоценоза):
1. Продуценты (от лат.producens – производящий) – организмы, синтезирующие из неорганических веществ (главным образом воды и двуокиси углерода) все необходимые для жизни органические вещества, используя солнечную энергию или энергию окисления неорганических веществ. Обычно под продуцентами понимают зеленые хлорофиллоносные растения (автотрофы), дающие первичную продукцию – фитомассу, сухой вес которой составляет 2,42х1012 т. Это 99% всего живого вещества планеты. Поэтому только растительности Земля обязана существованию на ней жизни.
Растения-продуценты дают человеку пищу, сырье для промышленности, лекарства. Они очищают воздух, задерживают пыль, смягчают климат, обеспечивают великое разнообразие животного мира. Продуценты составляют первое звено в пищевой цепи и лежат в основе экологических пирамид.
Консументы ( от лат. сonsumo – потребляю), или потребители, - гетеротрофные организмы, которые питаются готовым органическим веществом, питаясь другими организмами. Консументы сами они не могут строить органическое вещество. В своих организмах они преобразуют органику в специфические формы белков и других веществ, выделяя отходы в процессе их жизнедеятельности в окружающую среду. К консументам (потребителям) относятся животные и человек, а также растения-паразиты, которые в клетках своих организмов не имеют хлорофилла и не могут самостоятельно образовывать органические вещества.
Различают консументы первого (травоядные), второго (жаба, божья коровка, волк) и третьего ( аист, коршун, змея) порядка.
Редуценты (от лат. reducentis – возвращающий, восстанавливающий) организмы, разрушающие мертвое органическое вещество и превращающее его в неорганические вещества, а их, в свою очередь, усваивают другие организмы (продуценты). Это бактерии, грибы, простейшие, т.е. находящиеся в почве гетеротрофные микроорганизмы, с помощью которых происходит гниение и окисление мертвых органических остатков до углекислоты, воды и простых солей, т.е. до неорганических составляющих, которые снова могут быть вовлечены в круговорот веществ, тем самым замыкая его.