Н. Н. Кувшинова экология учебное пособие

Вид материала

Учебное пособие

Содержание 1.2. Структура экосистемы Численность популяции Абиотические факторы Биотические факторы Антропогенные факторы Среды жизни. Низкая плотность воздуха Малая подъемная сила воздуха Круговорот веществ в биосфере.

Подобный материал:

• Учебное пособие Казань кгту 2007 удк 31 (075) 502/ 504 ббк 60., 1553.23kb.
• Библиографический указатель книг, поступивших в библиотеку в декабре 2011, 2435.14kb.
• Ю. Л. Солодовников Гигиена и Экология человека (цикл лекций) Учебное пособие, 3754.6kb.
• Microsoft Office Power Point, dvd «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия», cd «Экология», 195.05kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 879.38kb.
• Учебное пособие Житомир 2001 удк 33: 007. Основы экономической кибернетики. Учебное, 3745.06kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 603.29kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 603.23kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 1495.64kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 1496.04kb.

Кроме главных составных частей, в воздухе содержатся углекислый газ, аргон, водород, озон, водяные пары. Нижняя часть атмосферы называется тропосферой. Толщина слоя на полюсах составляет 7-8 км, в средних широтах - 10-12 км, над экватором - 16-18 км. В тропосфере образуются облака. «Второй этаж» атмосферы носит название стратосферы, высота до 60 км от уровня земли. Здесь стоит неизменно ясная погода, поскольку весь водяной пар сосредоточен в тропосфере. В стратосфере под воздействием космического излучения и других факторов молекулы кислорода О₂ , содержащегося в воздухе могут образовать озон О₃. В результате в стратосфере образуется озоновый слой. Максимальная концентрация озона в стратосфере отмечается на высоте 20-22 км от земной поверхности. Это слой атмосферы получил название озонового экрана. Следующий «этаж» атмосферы называют ионосферой. Воздушные слои ионосферы обладают высокой электропроводностью. Они отражают короткие радиоволны, что позволяет осуществлять дальнюю радиосвязь. Ионосфера имеет вертикальную протяженность до 600-800 км от поверхности земли. Четвертый «этаж» атмосферы располагается на высоте 800-1000 км над землей. Его называют экзосферой. На высоте свыше 800 км в разряженном воздухе снижается содержание кислорода и азота. Здесь присутствует легкий газ гелий. На высотах свыше 1600 км от земной поверхности в воздухе преобладает самый легкий химический элемент - газ водород. Основной частью гидросферы является мировой океан, занимающий более 70% площади земного шара. В мировом океана сосредоточены основные запасы воды, причем это вода соленая. Часть пресной воды сосредоточена в ледниках и под землей в так называемых водоносных слоях, человек сегодня использует главным образом воду пресных озер и рек. Водяные пары, находясь в воздухе, задерживают в атмосфере тепло Земли. Литосфера - внешняя сфера твердой оболочки Земли. Исследуя сейсмические колебания, ученые выяснили, что твердая оболочка делится на три основные части.

Верхняя часть - её называют земной корой - простирается в глубь Земли на 50-75 км в районах континентов и на 5-10 км на дне Мирового океана. Ниже коры располагается мантия - очень плотная и сильно нагретая часть Земли, под мантией, в центре - земное ядро.

Наибольшей биологической активностью обладает тонкий слой литосферы - почва. В состав почвы входит твердое органическое вещество - гумус или перегной почвы, который служит основным источником питания для растительных организмов. Для образования 1 см гумуса в естественных условиях требуется 600-800 лет. Роль литосферы проявляется ещё и в том, что земная кора представляет «кладовую» полезных ископаемых.


Блок самоконтроля

1. Что такое биосфера?
   
2. Какова структурная организация биосферы?
   
3. Каковы границы биосферы?
   
4. Перечислите основы биологической организации.
   
5. Каковы формы живого вещества биосферы?
   
6. В чем заключается условия и ресурсы среды?
   
7. В чем заключается устойчивость биосферы и пределы устойчивости?
   

Литература

1. Экология для технических вузов. Под общ. Ред. В.М, Гарина. – 2-е изд.доп. перераб. – Ростов н/Д, Феникс, 2003. – 377с.
   

0. 1.2. Структура экосистемы

Понятие биогеоценоза, экосистемы. Экологические факторы. Популяции. Динамика популяций. Сообщества. Понятие экологической ниши. Биотический круговорот. Факторы среды


В природе популяции разных видов объединяются в биологические системы более высокого ранга - сообщества или биоценозы.

Биоценоз (от греческого bios - жизнь, koinos - общий) - это организованная группа популяций растений, животных и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды. К типичным наземным сообществам относятся хвойные леса, смешанные леса, луг, степь, болото. Сообщества растений, животных и микроорганизмов взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой и образуют экосистему или биогеоценоз (тропический лес, тайга, тундра). Экосистемы не изолированы друг от друга. Многие виды растений и животных можно встретить в двух или нескольких различных экосистемах (перелетные птицы мигрируют между экосистемами). Несмотря на разнообразие экосистем, всем им свойственна одинаковая структура.

Основными показателями популяции являются её численность и плотность.

Численность популяции - это общее количество особей на данной территории. Она никогда не бывает постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению её численности.

Плотность популяции определяется количеством особей на единицу площади. Плотность популяции так же изменчива, как и численность. При возрастании численности особей возможно расселение популяции с расширением её ареала. Размеры популяции могут возрастать в результате иммиграции из соседних популяций или за счет размножения особей.

Под средой обитания понимают часть природы, которая окружает организм и, с которой он непосредственно взаимодействует. Свойства и состав среды многообразны и изменчивы. На организм действует множество элементов среды обитания. Элементы среды, необходимые организму или отрицательно на него воздействующие, называются экологическими

факторами.

Экологические факторы подразделяются на три группы:

Абиотические факторы - все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Среди них: световое излучение, давление, влажность воздуха, рельеф местности, течения, соленость воды, температура и др.

Биотические факторы - все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает на себе прямое или косвенное влияние других живых существ, вступает в связь с особями своего вида и других видов - растениями и животными, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Среди них: растения, животные, микроорганизмы.

Антропогенные факторы - это все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания. Среди них: охота, рыболовство, мелиорация, ирригация, строительство, разработка Исторически приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, животные, растения и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные сообщества, в конечном итоге объединяющиеся в биосферу Земли., которая является средой жизни.

Среды жизни. Первой средой жизни стала вода. Именно в ней возникла жизнь. По мере исторического развития многие организмы стали заселять наземно-воздушную среду. В результате появились наземные растения и животные, которые приспосабливались к новым условиям существования в ходе эволюции.

В процессе жизнедеятельности живого вещества на суше поверхностные слои постепенно преобразовывались в почву. Таким образом, на современной Земле четко выделяются четыре среды жизни - водная, наземно-воздушная, почва и живые организмы.

Вода как среда обитания имеет ряд таких свойств, как большая плотность, сильные перепады давления, малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей. Кроме того, водоемы различаются солевым режимом, скоростью течения воды, перепадом температур. Плотность воды обеспечивает возможность опираться на неё, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность воды служит условием парения в воде. Взвешенные, парящие в воде организмы объединяют в особую экологическую группу - п л а н к т о н. В составе планктона - одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, мелкие рачки, мальки рыб. Животных, способных быстро плавать и преодолевать силу течения, объединяют в экологическую группу - н е к т о н. Это рыбы, кальмары, дельфины. Они имеют обтекаемую форму тела, сильно развитую мускулатуру.

Среди обитателей воды много видов, способных переносить широкие колебания содержания кислорода в воде. Слабое насыщение воды кислородом выдерживают сазан, линь, карась.

Загрязнение воды приводит ко многим катастрофическим явлениям: заморам, вызывающим массовую гибель обитателей, нарушение ориентации посредством запахов водных обитателей.

Наземно-воздушная среда более сложна для жизни, чем водная. Тела живых организмов окружены воздухом - газообразной средой с низкой плотностью, высоким содержанием кислорода и малым количеством водяных паров. Это сильно изменяет условия дыхания, водообмена и передвижения живых существ.

Низкая плотность воздуха определяет его малую подъемную силу и незначительную опорность. Обитатели воздушной среды должны обладать собственной опорной системой, поддерживающей тело: растения - разнообразием механических тканей, животные - скелетом.

Малая подъемная сила воздуха определяет предельную массу и размеры наземных животных. Млекопитающие размером с современного кита не смогли бы существовать на суше, так как были бы раздавлены собственной тяжестью. У растений мощный слой опорной древесины позволяет поднимать вегетативные органы над поверхностью Земли.

Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы однороден. Местные примеси, поступающие в воздух от работы различных промышленных предприятий, могут существенно изменить его состав. Это особенно относится к ядовитым газообразным веществам: метану, сернистому газу, окиси углерода и азота, соединениям хлора.

Для наземно-воздушной среды четко выражена зональность по температурному режиму (пустыни, полярный круг), по количеству влаги (тропики, пустыни), по рельефу местности. Растения и животные тесно связаны с условиями, характерными для каждой зоны, в которой они обитают, и прежде всего с климатическими факторами. Поэтому в основу распределения животных и растений могут быть положены климатические зоны земного шара.

Свойства почвы во многом зависят от жизнедеятельности почвенных организмов, которые механически перемешивают её и химически перерабатывают. При участии организмов в почве происходит постоянный круговорот веществ и миграция энергии. Главным энергетическим материалом в почве является органическое вещество корней. От его количества зависит численность и видовое разнообразие почвенных обитателей. В числе почвенных микроорганизмов имеются представители растительного и животного мира. Прежде всего, это одноклеточные и многоклеточные водоросли, почвенные животные.

Для животных и растений, ведущих паразитический образ жизни, организм, на котором или в котором они поселились (хозяин), является специфической средой обитания. Между паразитами и хозяевами в процессе эволюции возникли сложные взаимоотношения. Любой организм в естественных условиях заражен паразитами - вирусами, бактериями, разнообразными растениями и животными, приспособившимися в процессе эволюции к паразитированию (человеческая аскарида, свиная аскарида, лентец, бычий цепень, солитер).

Важным экологическим преимуществом для обитателей живых организмов является их защищенность от непосредственного воздействия факторов внешней среды. Основные экологические трудности, с которыми сталкиваются сожители живых организмов, - это ограниченность жизненного пространства, сложности снабжения кислородом, защитные реакции хозяина против паразитов.

Круговорот веществ в биосфере. Основу взаимосвязи явлений, предметов и процессов в природе составляет непрерывная миграция (перемещение) химических соединений и элементов литосферы, гидросферы, атмосферы и живой природы. Циркуляцию веществ в биосфере принято называть биогеохимическими циклами (круговороты).

Различают биогеохимические циклы (круговороты) кислорода, углерода, воды, азота, фосфора и живого вещества биосферы. Кроме физического круговорота воды, происходят химические круговороты химических элементов и их соединений.


Блок – самоконтроля

1. Каковы основные элементы биогеоценоза?
   
2. Что включает в себя экосистемы?
   
3. Определите экологические факторы среды.
   
4. Чем определяется динамика популяций?
   
5. Что такое экологическая ниша?
   
6. Чем характеризуется биотический круговорот?
   

Литература

1. Экология для технических вузов. Под общ. Ред. В.М, Гарина. – 2-е изд.доп. перераб. – Ростов н/Д, Феникс, 2003. – 377с.
   
2. Экология: Учеб. Для техн. Вузов / Под ред. Л.И. Цветковой. – 2-е изд. Доп. И перераб. – СПб.: Изд-во АСВ, 2001, - 550 с.