Шпора: Экология (шпоры)
4в)Понятие экосистема, биоценоз, сообщество, популяция.
Термин экосистема ввел Тенсли. Под экосистемой понимается любая
система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое
функциональное целое. Основное свой-во экосистем
Ц способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним
воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют микроэкосистемы
(небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, аквариум, лужица, пока они
сущ. и в них присутствуют живые организмы, способные осущ. круговорот в-в.);
мезоэкосистемы (лес, пруд, река); макроэкосистемы (океан, континент,
природная зона) и глобальная экосистема Ц биосфера в целом.
Экосистемы включают 2 блока: 1-ый состоит из взаимосвязаных организмов
разных видов, он назыв. биоценоз (К. Мебиус), 2-й блок составляет среда
обитания Ц биотоп или экотоп. Каждый биоценоз состоит из
множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями.
Популяция Цэто самовоспроизводящаяся часть особей одного вида в той или иной
степени обособленных от особей того же вида; - это совокупность всех живых
организмов обитающих на одной территории; -это относительно обособленная часть
вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и
способная к саморегулированию и поддержанию оптимальной численности особей,
(живущей на определенной территории (ареале)). Ареал Ц это место
обитания вида. Ареал подразделяется на популяцию. Сообщество Ц это
сообщество растений, живых организмов. Под экосистемой
понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания,
объединенных в единое функциональное целое. Основное свой-во
экосистем Ц способность осуществлять круговорот веществ, противостоять
внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Универсальное
сво-во экосистем Цих эмерджентность, заключающееся в том, что
сво-ва системы как целого не являются просто суммой сво-в слагающих ее частей
или элементов. Энергетические процессы в экосистемах Любая
экосистема потребляет энергию. Энергия никуда не может деться, может только
перейти в другую энергию. И часть рассеивается. Мерой необратимого рассеивания
энергии является энтропия. Противоположное энтропии называется
негэнтропия- это мера устойчивости системы.
11в) Основные блоки экосистем и их взаимодействие. Различия м/у понятиями
экосистема и биогеоценоз.
Экосистемы включают 2 блока: 1-ый состоит из взаимосвязаных организмов
разных видов, он назыв. биоценоз (К. Мебиус), 2-й блок составляет среда
обитания Ц биотоп или экотоп. Каждый биоценоз состоит из
множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями.
Популяция Цэто самовоспроизводящаяся часть особей одного вида в той или иной
степени обособленных от особей того же вида; - это совокупность всех живых
организмов обитающих на одной территории; -это относительно обособленная часть
вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и
способная к саморегулированию и поддержанию оптимальной численности особей,
(живущей на определенной территории (ареале)). Ареал Ц это место
обитания вида. Ареал подразделяется на популяцию. Под экосистемой
понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания,
объединенных в единое функциональное целое. Основное свой-во
экосистем Ц способность осуществлять круговорот веществ, противостоять
внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.
Биогеоценоз- по Сукачеву, включает все блоки и звенья. Это понятие
используют к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно есть наличие в
качестве основного звена рачстительного сообщества. Примеры биогеоценозов-
луга, степи, болота, участки леса. Каждый биогеоценоз мсожет быть назван
экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.
3в) Экология как системная наука. Основные виды систем и их сво-ва.
Термин экосистема ввел Тенсли. Под экосистемой понимается любая
система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое
функциональное целое. Основное свой-во экосистем
Ц способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним
воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют микроэкосистемы
(небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, аквариум, лужица, пока они
сущ. и в них присутствуют живые организмы, способные осущ. круговорот в-в.);
мезоэкосистемы (лес, пруд, река); макроэкосистемы (океан, континент,
природная зона) и глобальная экосистема Ц биосфера в целом.
Системность экологии: различают 3 вида систем: 1)
изолированные, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни
энергией, 2) закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не
веществом и 3) открытые, которые обмениваются с соседними и веществом,
и энергией. Практически все природные системы относятся к типу открытые
. Существование систем немыслимо без связей. Связи делят на
прямые и обратные. Прямая-это связь при которой один элемент
(А) действует на другой (В) без ответной реакции. Пример: действие
солнца на земные процессы. Обратная связь Ц связи элемента В отвечает
на действие элемента А. Обратная связь бывает
положительная и отрицательная. Положительная обратная связь
ведет к усилению процесса в одном направлении. Пример ее Ц заболачивание
территории после вырубки леса. Отрицательная обратная связь Ц когда
обратное действие стремится погасить первое. Такая связь позволяет сохраняться
системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Пример такой связи Ц
взаимоотношение м/у хищником и жертвой.
Универсальное сво-во экосистем Цих эмерджентность, заключающееся
в том, что сво-ва системы как целого не являются просто суммой сво-в слагающих
ее частей или элементов.Энергетические процессы в экосистемах Любая
экосистема потребляет энергию. Энергия никуда не может деться, может только
перейти в другую энергию. И часть рассеивается. Мерой необратимого рассеивания
энергии является энтропия. Противоположное энтропии называется
негэнтропия- это мера устойчивости системы.
5в) Экологические законы Б. Коммонера. Их содержание.
Б.Коммонер обобщил системность экологии как науки в виде 4 законов:
1) Все связано со всем; 2) Все должно куда-то деваться (энергия не исчезает,
а куда-то переходит) загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете
оказываются в моря и океанах и с их продуктами возвращаются к человеку. ; 3)
Природа знает лучше. Любое действие человека не остается бесследным. (Мы
должны приспосабливаться к природе); 4) Ничто не дается даром (человек
пытается выкачать из природы все).
Разделы экологии: 1) Факторная экология- учение о факторах среды и
закономерностях их действия на организмы; 2)Экология организмов (аутэкология)-
взаимодействие м/у отдельными организмами и факторами среды или средами жизни;
3) Популяционная экология- взаимодействие м/у организмами одного вида (в
пределах популяций) и средой обитания. Экологические закономерности
существования популяций; 4) Учение об экосистемах (биогеоценозах), или
синэкология- взаимоотношения организмов разных видов и среды их обитания как
единого целого. Экологическое функционирования экосистем. 5)Учение о биосфере-
роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в создании земной
оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании.
Среда обитания.
Под средой обитания понимают природные тела и
явления, с которыми организмы находятся в прямых или косвенных
взаимоотношениях. Отдельные элементы среды, на которые организмы реагируют
приспособительными реакциями, носят название факторов. Под экологическими
факторами понимается любой элемент среды, на которые организмы реагируют
приспособительными реакциями или адаптациями. Все факторы делятся на 3
категории: 1) Абиотические- факторы не живой природы (атмосферные,
климатические, почвенные) 2) Биотические Ц факторы живой природы (продукты
жизнедеятельности); 3)Антропогенные- факторы человеческой деятельности
(загрязнение среды, промысел, строительство плотин). Классификация факторов по
периодичности и направленности действия.
Выделяют
: Действующие строго периодически (смена времени суток, сезонов года,
приливы и отливы); действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся
время от времени. (погодные яв-ния, землятресения). Следующая группа Ц факторы
направленного действия, они обычно изменяются в одном направлении (потепление
или похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий). И
последняя группы Ц факторы неопределенного действия (антропогенные факторы).
Закономерности действия факторов среды на организмы
1)Правило оптимума. Для экосистемы, организма или определенной стадии его
развития имеется диапазон наиболее благоприятного значения фактора. Там, где
факторы благоприятны плотность популяции максимальна. 2)Толерантность.
Эти характеристики зависят от среды, в которой обитают организмы. Если она
стабильна по своим
свой-ам, в ней больше шансов на выживание организмов.
3) Правило взаимодействия факторов. Одни факторы могут усиливать или
смягчать силу действия других факторов.
4) Правило лимитирующих факторов. Фактор, находящийся в недостатке или
избытке отрицательно влияет на организмы и ограничивает возможность прояв. силы
действия других факторов. 5)Фотопериодизм. Под фотопериодизмом
понимают реакцию организма на длину дня. Реакция на изменение света.
6) Адаптация к ритмичности природных явлений. Адаптация к суточной и
сезонной ритмике, приливно-отливным явлениям, ритмам солнечной активности,
лунным фазам и др. явлениям, повторяющимся со строгой периодичность.
Среды жизни и адаптация к ним организмов.
4 среды жизни: водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная.
Водная среда: наиболее однородная. Она мало изменяется в пространстве,
нет четких границ м/у отдельными экосистемами. Лимитирующими факторами яв.
кислород. При повышении температуры, обогащении органическим веществом и
слабом перемешивании содержание кислорода в воде уменьшается. Второй
лимитирующий фактор Ц свет. Освещенность быстро уменьшается с глубиной.
Свет может проникать до глубины 50-60 м, в сильно загрязненных местах- только
на несколько сантиметров. В воде мало теплокровных организмов. Это результат
2-х причин6 малое колебание температур и недостаток кислорода. Обитатели водной
среды имеют переменную температуру тела. Многие обитатели вод потребляют
кислород через все покровы тела. Часто дыхание сочетается с фильтрационным
типом питания, при котором через организм пропускается большое кол-во вода.
Некоторые организмы в период недостатка кислорода способны замедлять
жизнедеятельность, вплоть до состояния анабиоза (почти полное прекращения
обмена в-в). В условиях недостатка света или его отсутствие организмы для
ориентации используют звук. Для обнаружения различных препятствий используется
отраженный звук по типу эхолокации. На глубине воды многие организмы обладают
свой-ом самосвечения. Наземно - воздушная: эта среда наиболее
разнообразная. Для нее характерна низкая плотность воздуха, большие колебания
температуры, высокая подвижность атмосферы. Лимитирующими факторами яв.
недостаток или избыток тепла и влаги. Большое колебание температуры, хорошая
обеспеченность кислородом яв. хорошим мотивом для появл. организмов с
постоянной температурой тела. Для организмов этой среды типичны 3 механизма
адаптации: физический, химический, поведенческий.
Физический - кожный покров, жировые отложения, испарение воды (потовыделение
у животных, транспирация у растений). Химический- интенсивный обмен
в-в. Поведенческий- выбор организмами предпочтительных положений:
открытые солнцу или затемненные места, разного вида укрытия. Правило
Бергмана- чем крупнее животное, значит обитает на севере, мелкие в
тропиках. Почвенная среда: промежуточная м/у воздушной и водной.
Толщина несколько метров. В почвах выделяют 3 фазы: твердую,
жидкую и газообразную. Почва Ц наиболее насыщенная живыми
организмами. И иногда выделяют 4-ю фазу Ц живую. В почве недостаток
тепла, недостаток или избыток влаги.
6в) Понятие Биосфера. Наука о биосфере как системная наука.
Термин биосфера введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все
то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые
организмы. По Вернадскому биосфера Ц все пространство (оболочка Земли),
где существуют или существовала жизнь. Ту часть биосферы, где живые
организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой
или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам
или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования).
Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до
озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной
поверхностью Земли Ц 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна
из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные
отложения, где возможно существование живых организмов.
Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под
водами к палеобиосфере можно отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен
метров до десятков километров. В пределах современной, как и белых биосфер,
насыщенность жизни неравномерна. На граниже биосферы встречаются лишь случайно
занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют
постоянно, но не равномерно.
Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера- централизованная система.
Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера Ц открытая
система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от
солнца, космоса). 3) Биосфера- саморегулирующаяся система. Способная
возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье- Брауна: при
действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия,
последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия
ослабляется. 4) Биосфера- система, характеризующаяся большим разнообразием.
Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.
Важное свойство Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих
круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов
и их соединений.
8в) Основные свой-ва живого в-ва в отличие от неживого. Роль живого в-ва в
биосфере.
Этот термин ввел Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых
организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав. Вещ-ва
неживой природы относятся к косным (минералы). Есть в природе
биокосные в-ва, состоящие из живых и косных составляющими (почва, вода).
Живое вещ-во Ц основа биосферы. Свой-ва живого в-ва:
1) Способность быстро занимать все свободное пространство. 2) Движение не только
пассивное но и активное. (против течения воды, движения воздушных потоков); 3)
Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти(круговорот в-в); 4)
Высокая приспособительная способность у различным условиям. 5)Феноменально
высокая скорость протекания реакции (например некоторые насекомые потребляют за
день кол-во пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела).6) Высокая
скорость обновления живого вещества. Вся масса живого в-ва произведенная за все
время сущ-ания биосферы в 12 раз превышает массу Земли. Вернадский
выделил 9 функций живого в-ва: 1) Энергетическая. Связана с запасанием
энергии в процессе фотосинтеза, передача ее по цепям питания, рассеивание.
2)Газовая. Ц способность изменять и поддерживать определенный газовый
состав среды обитания и атмосферы в целом. 3) Окислительно -
восстановительная Ц это интенсивное окисление в-в под действием живых
организмов. Восстановительная Ц это разложение органических в-в,
переход в-в в простое состояние. 4) Концентрационная Ц способность
организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая
их содержание (кол-ва углерод.) 5) Деструктивная Ц разрушение
организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического
в-ва, так и косных в-в (грибы, бактерии). 6)Транспортная Ц перенос в-ва
и энергии в результате активной формы движения организмов. 7)
Средообразующая. Вся современная среда, в которой обитают живые организмы
создана живыми организмами. Микроклимат создается живыми организмами. 8)
Рассеивающая. Химические элементы переносят растения. 9)Информационная.
Генофонд всех живых организмов.
Закон биогенной миграции атомов
Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом
осущ-ется или при непосредственном участии живого вещ-ва, или же она
протекает в среде, геохимические особенности которой обусловленны живым
в-ом.
7в)Теория биосферы Вернадского. Основные свой-ва биосферы.
Под биосферой Вернадский включал преобразующую деятельность организмов не только
в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. Под
биосферой понимается все пространство, где существуют или существовала
жизнь, т.е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.
Вернадский не только сконкреитизировал и очертил границы жизни в биосфере, но
и всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного маштаба.
Он показал, что в природе нет более мощной средообразующей силы, чем живые
организмы и продукты их жизнедеятельности. Ту часть биосферы, где живые
организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой
или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам
или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования).
Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового
слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли
Ц 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных
ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где
возможно существование живых организмов. Границы палеобиосферы в
атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере можно
отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен метров до десятков километров.
В пределах современной, как и белых биосфер, насыщенность жизни неравномерна.
На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах
основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно.
Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера- централизованная система. Центральным
звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера Ц открытая система. Ее
существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса).
3) Биосфера- саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное
состояние. Принципы Ле-Шателье- Брауна: при действии на систему сил,
выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том
направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера-
система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие
рассматривается как основное условие устойчивости биосферы. Важное свойство
Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и
связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.
Экосистемный уровень жизни
Для того, что бы экосистемы существовали долго, они должны обладать свойствами
связывания и высвобождения энергии, а также круговоротом в-в. Экосистема
должна иметь механизмы, позволяющие противостоять внешним воздействиям, гасить
их. Экосистема может быть представлена в виде 2 блоков.(Блоковая модель
экосистем) 1-ый представлен комплексом взаимосвязанных живых
организмов Ц биоценоз, а 2-ой- факторами среды- биотопом или экотопом.
Экосистема = биоценоз+биотоп (экотоп). Биогеоценоз, по Сукачеву, входят
растения. Видовая структура экосистем: под видовой структурой
понимается кол-во видов, образующих экосистему, и соотношение их численности.
Богатство видов зависит от возраста экосистем. Виды, явно преобладающие по
численности особей, назыв. доминантные. Выделяют также в экосистемах виды-
эдификаторы (строитель) к ним относятся те виды, которые яв. основными
образователями среды. Видовое разнообразие Ц важное свой-во экосистем. С ним
связана устойчивость систем к неблагоприятным факторам среды.
13в) Трофическая (функциональная) структура экосистем
Цепи питания: любая экосистема включает несколько трофических (пищевых)
уровней. 1-ый уровень Ц растения. Их назыв. автотрофами. (сам питается) или
продуцентами. 2-й животные- гетеротрофы или консументы. Последний уровень
представлен микроорганизмами и грибами. Их назыв. редуцентами. Они разлагают
органическое в-во до исходных минеральных элементов. Свой-во цепи питания
Ц осуществление биологического круговорота вещ-в и высвобождение запасенной в
органическом вещ-ве энергии.
Энергетика экосистем
Живые организмы для своего сущ-ния должны постоянно пополнять и расходовать
энергию. Растения способны запасать энергию в химических связях в процессе
фотосинтеза. Растения в процессе фотосинтеза связывают лишь небольшую часть
солнечной энергии. Это всего лишь 1%растения яв. первичными поставщиками
энергии для всех других организмов в цепях питания. Основная часть энергии
расходуется на жизнеобеспечение (движение, поддержание температуры) часть
энергии переходит в тело организма Ц потребителя вместе с увеличением массы.
12в) Классификация живых организмов в экосистемах. Связи и взамимоот-я м/у
организмами. Понятие экологическая ниша.
Связи организмов в экосистемах. Ни один организм в природе не сущ. вне
связей со средой и другими организмами. Эти связи Ц основное условие
функционирования экосистем. Через них осущ-ется образование цепей питания,
регулирование численности организмов и их популяций, реализация механизмов
устойчивости систем и др. Взаимосвязи организмов. Самый
распространенный тип связей базируется на питании, эти связи назыв. пищевые
или трофические. Это питание одного организма другим или продуктами его
жизнедеятельности. Связи, основанные на использовании местообитания, назыв.
тропические. Они возникают м/у животными и растениями, которые предоставляют
им убежище или местообитание. (насекомые прячущиеся к коре деревьев).
Форические связи- возникают когда одни организмы участвуют в распространении
других или их зачатков. (семян, плодов). Фабрические связи- для них
характерно использование одними организмами других или продуктов их
жизнедеятельности. Взаимоотношения организмов: Влияние одних организмов
на другие в процессе взаимодействия. Эит взаимоотношения можно обозначить
знаками л+, л-л, и л0 (положительное, отрицательное, нейтральное). Если
взаимоотн-я обеим партнерам выгодны, обозначаются (+, +) и носят название
симбиоза или мутуализма.( Пример: микрофлора кишечника)
Взаимоотношения, которые положительны для одного вида и отрицательны для
другого (+, -) назыв. хищничество и паразитизм. Эти типы взаимоот-ний
играют роль в численности организмов. Отрицательные взаимоот-ния (-, -) назыв.
конкуренцией. (внутривидовая). Отношения положительные для одного и
безразличные для другого партнера (+,0) (менее распространенные) назыв.
комменсализм. (акула и сопровождение ее мелкой рыбы.) Взаимоот-я
отрицательны для одного организма и безразличны для другого (-, 0), назыв.
аменсализм. Отношения, при которых организмы, занимая сходные
местообитания, практически не оказывают влияния друг на друга назыв.
нейтрализм (0, 0). (Пример белки и лоси в лесу).Экологическая ниша.
Каждый вид или его части (популяции) занимают определенное место в окружающей их
среде. Например опред. вид животного не может произвольно менять пищевой рацион
или время питания, место размножения, убежища. Под экологической нишей
понимают обычно место организма в природе и весь образ его
жизнедеятельности, включающий отношение к факторам среды, видам, пищи, времени
и способам питания, местам размножения, укрытий. Если организмы занимают
разные экологические ниши, они не вступают в конкурентные отношения. Отношения
рассматриваются как нейтральные. Но в каждой экосистеме имеются виды, которые
претендуют на одну и ту же нишу. Тогда неизбежна конкуренция. И сущ. правило
лправило конкурентного исключения. Автор его Гаузе. Звучит
так: если 2 вида со сходными требованиями к среде *питанию, поведению)
вступают в конкурентные отношения, то один из них должен погибнуть либо
изменить свой образ жизни и занять новую экологическую нишу.
Продуктивность и биомасса экосистем.
Одно из важнейших сво-в организмов- способность создавать ораническое в-во,
которое называется продукцией. Образование продукции в единицу
времени(час, сутки год) на единицу площади(метры квадратные) или объема (в
водных экосистемах ) характеризует продуктивность экосистем. Продукцию
растений называют первичной, а животных Цвторичной. Наряду с продукцией
различают биомассу организма, групп организмов или экосистем в
целом. Под ней понимают всю живую органическую массу, которая содержится в
экосистеме или ее элементах все зависимости от того, за какой период она
образовалась и накопилась.
Какие экосистемы в океане и на суше яв. наиболее продуктивными?
Вернадский выделил очаги наибольшей концентрации жизни и назв. Их пленками
и сгущениями живого вещества. Под пленками живого вещ-ва
понимается его повышенное кол-во на больших пространствах. В океане выделяют 2
пленки: поверхностную (или планктонную) и донную(бентосную).
Она колеблется от нескольких десятков и сотен метров(в чистых водах), до
нескольких сантиметров (в загрязненных водах) в наземных экосистемах выделяют
2 пленки живого вещества: 1приземная, заключенная м/у поверхностью почвы
и верхней границей растительного покрова, имеет толщину от нескольких
сантиметров (пустыни, тундры), до нескольких десятков метров (леса). 2
почвенная. Она насыщена жизнью. Обычно в океане выделяют следующие сгущения
жизни: (продуктивность) 1) Прибрежные. Они располагаются на
контакте водной и наземно-воздушной среды. 2) Коралловые рифы. Высокая
продуктивность связана с благоприятным температурным режимом. 3)
Саргассовые сгущения. Создаются большими массами плавающих водорослей. 4)
Апвеллинговые. Эти сгущения принадлежат к районам океана, где имеет место
восходящее движение водных масс от дна к поверхности. Они несут много донных
органических и минеральных отложений. 5)Рифтовые глубоководные
сгущения. Продуктивность связана с богатыми температурными условиями.
На суши к продуктивным относятся: 1) экосистемы берегов морей и океанов в
районах, хорошо обеспеченных теплом. 2) экосистемы необходимых внутренних
водоемов, богатые питательными вещ-ами. 3)экосистемы тропических лесов.
Экологические пирамиды. Правило пирамид можно сформулировать так:
Кол-во энергии, содержащейся в организмах на любом последующем трофическом
уровне цепи питания, меньше ее значения на предыдущем уровне. Кол-во
продукции, образующейся в ед. времени на разных трофических уровнях,
подчиняется тому же правилу, которое характерно для энергии: на каждом
последующем уровне кол-во продукции меньше, чем на предыдущем.
Суша
Пирамида говорит, что кол-во организмов уменьшается от основания к вершине.
14в) Понятие сукцессия. Виды сукцессий и закономерности сукцессионного
процесса. Агроценоз. Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям
внешней среды, находится в состоянии динамики. Самый простой тип динамики-
суточный. Это изменения в поведении животных. Одни из них более активны днем,
другие Ц в сумерки, третьи- ночью. Периодически повторяющуюся динамику назыв.
циклическими изменениями, а направленную динамику назыв. поступательной. Для
поступательной динамики характерным яв. либо внедрение в экосистемы новых
видов, либо смена одних видов другими. В конечном счете происходят смены
биоценозов и экосистем в целом. Этот процесс назыв.
сукцессией.
Бывают первичные и вторичные сукцессии. Под
первичной понимают
сукцессии, развитие которой начинается на изначально безжизненном субстрате.
Можно выделить последовательные стадии сукцессии, под которыми понимается
смена одних экосистем другими, а сукцессионные ряды заканчиваются относительно
мало изменяющимися экосистемами. Их назыв. климаксными, коренными или узловыми.
Специфические закономерности сукцессии заключаются в том, что каждый из них
присущ тот набор видов, которые характерны для данного региона, наиболее
приспособлены к той или иной стадии развития сукцессионного ряда.
Причины
сукцессии: сукцессионные смены связывают с тем, что существующая экосистема
создает неблагоприятные условия для наполняющих ее организмов. Также причиной
яв. человек. Им было разрушено много коренных (лесов, елей) экосистем.
Вторичные сукцессии- начинаются обычно не с нулевых значений, а возникают на
месте нарушенных или разрушенных экосистем. Различаю также автотрофные и
гетеротрофные сукцессии. К гетеротрофным сукцессиям относятся те, которые
протекают в субстратах, где отсутствуют живые растения, а участвуют лишь
животные.
Общая динамика развития сукцессии. 1) Появление первых
живых организмов. 2) Увеличение видового состава 3) Изменение среды обитания 4)
Образование почв и микроклимата 5)Увеличение трофических цепей и их усложнение.
6) Уменьшение коли-во экологических ниш. 7)увеличение продуктивности.
10в) Условие устойчивости экосистем и биосферы.
Стабильность- это способность экосистем сохранять свою структуру и
функциональные свой-ва при воздействии внешних факторов. Устойчивость Ц это
способность экосистемы возвращаться в исходное состоянию после воздействия
факторов, выводящих ее из равновесия. Используются также термины упругость и
пластичность.
Упругая система способна воспринимать значительные
воздействия, не изменяя существенно своей структуры и свой-в.
Пластичная
система более чувствительна к воздействиям, но она под их влиянием как бы
прогибается и затем быстро возвращается в исходное состояние при прекращении
воздействия. Примером упругих экосистем яв. хвойные леса в лесной зоне,
коренные тендровые сообщества. Пластичными экосистемами для лесной зоны яв.
лиственные леса.
Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера- централизованная
система. Центральным звеном ее выступают живые организмы.
2) Биосфера Ц
открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне
(от солнца, космоса).
3) Биосфера- саморегулирующаяся система.
Способная возвращаться в исходное состояние.
Принципы Ле-Шателье- Брауна:
при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия,
последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия
ослабляется.
4) Биосфера- система, характеризующаяся большим разнообразием.
Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.
Важное свойство Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих
круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов
и их соединений.
Агроценозы и естественные экосистемы. Основное свой-во экосистем-
способность естественного развития и самовозобновления в течении одного-двух
поколений.
15в) Структура и биотипический потенциал популяций. Структура и устойчивость
популяции.
Популяция- это самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида в
той или иной степени изолированных от особей того же вида. Экосистемы состоят
из популяций различных видов. Особенность популяции внутри вида яв. различия
условий обитания. На уровне популяций происходят основные адаптации,
естественный отбор и эволюционные процессы.
Структура популяций: различают половую, возрастную, территориальную и
другие виды структуры. Жизнеспособной считается популяция в которой все
возраста представлены относительно равномерно. Такие популяции назыв.
нормальными. Если в популяции преобладают старческие особи, то такие
популяции считаются
регрессивными, или
вымирающими.
Динамика популяций. Гомеостаз. Динамика популяций- это изменение
популяций во времени. Если популяция длительное время не меняется, то говорят,
что она находиться в состоянии
гомеостаза. Периоды резкого изменения
численности назыв. популяционные волны, волны жизни Иногда они связаны с
пищевыми факторами, иногда с погодными, иногда с солнечной активностью. Резкие
изменения численности обычно имеют отрицательные последствия жизни популяции:
при высокой численности Ц из-за ослабления всех особей в результате
недостатка пищи, возможны массовые заболевания, при низкой численности- из-за
превышения порога ее минимальных значений. В животном мире результат острой
внутривидовой борьбы прояв. в форме канибализма 9поедание себе подобных) при
высокой скученности особей в популяциях регулирующим механизмом численности
могут яв. стрессовые явления. Они наиболее характерны для млекопитающих. При
стрессах часть особей снижает или теряет способность к размножению. Более
сильные особи менее подвержены стрессу. Миграции как фактор гомеостаза прояв. в
2-х видах. 1-ый из них относится к массовому исходу особей из популяции при
перенаселенности. Это характерно для белок. Особи оставив популяцию, обычно не
возвращаются. И некоторые погибают при перемещениях. 2-ой вид миграции связан
с более постепенным (спокойным) уходом частей особей в другие популяции с
меньшей плотностью населения.
17в) Законы, правила и принципы, используемые в социальной и прикладной
экологии.
В социальной и прикладной экологии рассматриваются антропогенные факторы,
специфика их действия в природных, природно-антропогенных и социальных
системах. Задачи соц. и приклад. экологии не ограничиваются только
изменениями в окруж. мире, которые делает человек. Важны также поиски путей
и методов предупреждения этих изменений или их нейтрализации. Важна реальная
оценка технических, организационных, экономических, нравственных и др.
средств, подходов и методов решения экологических проблем. Это возможно через
согласование человеком своей деятельности с возможностями природы по 2-м
направления. 1)Технологическому- через разработку новых и совершенствование
старых технологий соответственно экологическим законам, правилам.
2) Социальному Ц через более рациональное потребление производимой продукции.
Люди должны осознать, что именно они стали угрозой жизни и существования
биосферы в целом.
Прикладная экология- это наука о
природопользовании.
Глав. задачи прикладной экологии: 1) Определить
специфику человека как биологического вида, его роль и место в экосистемах и в
биосфере. 2) Сформулировать экологические проблемы, которые связаны с
человеческой деятельностью. 3) Разработать пути решения экологических проблем и
осущ. их реализовать на практике.
Некоторые понятия и термены, применяемые в соц. и прик. экологии.
Специфика деятельности человека связана с тем, что он не всегда согласует ее
с границами экосистем. Появ. города, области, страны, селения. И выделяют
техногенно-природные комплексы (ТПК), в основе которых лежат преобладающие
виды хозяйственной деятельности. В качестве ТПК можно назвать топливно-
энергетические, горнорудно- металлургический, лесопромышленные комплексы. С
территориально-производственными комплексами связано перемещение больших
объемов химических элементов и соединений, их накопление в местах
переработки, хранения. В соц-ой и прик-ой экологии используются понятия,
относящиеся к природным объектам. К ним относятся природные зоны (тундровая,
лесная, степная) и их отдельные элементы (долины рек). Если в системе
закономерно сочетаются различные природные компоненты, ее рассматривают как
ландшафт или природно-территориальный комплекс (ПТК) . часто различают
экосистемы трех типов:
1)транзитные, в пределах которых преобладает однонаправденный поток в-ва;
2)
эллювиальные( выноса), из которых вынос в-в преобладает над
привносом. 3)
транзитные, в которых привнос и вынос в-ва и энергии
примерно сбалансированные.( Текущие воды) 4)
аккумулятивные
(накопительные), характеризующиеся явным преобладанием привноса в-ва над
его выносом. (внутренние водоемы, болота, моря, океаны. ) Наиболее полно
потоки в-в можно рассмотреть в пределах водосборных бассейнов- это от
элементарных до океанических. Под водосборными бассейнами понимают территории,
с которых воды (атмосферные осадки) стекают в определенные водоемы.
Основные принципы системного подхода прикладной экологии. 1)Принцип
целостного рассмотрения явлений, или холизма. Сущ. 2 основных подхода к
анализу явлений:
редукционистский и
холистический.
Редукционистский предусматривает расчленение сложного на составные части и
их дальнейший анализ.
Холистический рассматривает явления как целое.
2) Принцип природных цепных реакций. Под
природной цепной реакцией
понимается ряд природных яв-ий, каждое из которых ведет к изменению связанных с
ним других явлений. Любое жесткое вмешательство в природные процессы
сопровождается цепными реакциями.
Пример цепных реакций: тепличные газы
вызывают потепление климата. За этим следует высвобождение жидкой воды из
вечных льдов и повышение уровня Мирового океана. Это уменьшает площадь суши,
изменение циркуляции воздушных масс, нарушение процессов в биосфере, таких как
увлажнение территорий, изменение видового состава сообщества и др.
3) Закон
внутреннего динамического равновесия. Вещество, энергия, инфо-ция и
качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое
изменение одного их этих показателей вызывает перемены в других. Все связано со
всем.
4) Закон снижения энергетической эффективности природопользования.
Чем сильнее система отклонилась от состояния устойчивого равновесия, тем больше
сил надо для ее возврата в устойчивое состояние. Необходимо мягко реагировать
на экосистему с учетом ее упругости и устойчивости.
5) Принцип неполноты
инфо. об экосистемах. Наши знания об экосистемах практически всегда
недостаточны. Каждая экосистема уникальна.
6) Принцип обманчивого
благополучия. Результаты вмешательства человека в природные процессы и
системы могут существенно различаться на начальном и последующих этапах. Первые
успехи сменяются неудачами. Первые итоги вмешательства в природу отличаются от
более поздних.
7) Правило 1-го и 10%. В соответствии с правилом 1 %,
человек не должен высвобождать и рассеивать в окружающую среду энергию больше
той, которая связывается при фотосинтезе в высокопродуктивных экосистемах (не
более 1% от солнечной энергии, достигающей поверхности Земли). Пример: Регионы
земли, которые по каким-то причинам получают дополнительную энергию в
значениях, близких к 1% от солнечной, имеют место ураганы, смерчи, цунами,
наводнения и др. Превышение 1% в маштабах планеты соответствует повышению
среднегодовой темературы на 2-2, 5 градуса.
8)Правило 10% это правило
в соответствии с которым с более низкого на более высокий трофический уровень
переходит в среднем около 10% энергии. Это значит, что из экосистем нельзя
изымать более 10% возобновляемого ресурса: из рек Ц годового стока воды, из
популяции- численности особей. Повторное изъятие массы можно только после
восстановления ее до исходное состояние. 9
)Принцип оптимальности. Любая
экосистема, с наибольшей эффективностью функционирует в определенных
пространственно-временных пределах. (Вымирание динозавров, распад империи).
10) правило островного измельчания видов. Обитающие на небольших островах
особи одних и тех же видов мельче, чем особи на материках.
1
1) Принцип накопления загрязнителей в цепях питания. 1
2) Принцип
самоочищения экосистем. Экосистемы и их среда способны к самоочищению.
Самоочистительная способность свойственна всех элементам среды: воздуху, водам,
почвам. Самоочистительная способность атмосферы связана с ее большой
подвижностью, малой плотностью и большим контактом с почвенной и водными
средами жизни. Атмосфера очищается также осадков. Самоочищение почвы и водной
вреды связана с деятельностью живых организмов. Они разлагают загрязняющие в-ва
до более простых соединений и включают их в круговорот.
13) Понятие о
предельно допустимых концентрациях загрязнения сред (ПДК) Под предельно
допустимой концентрацией (ПДК) понимают такое кол-во любого загрязнения,
которое не оказывает на человека и его потомство отрицательного воздействия.
18в) Специфическая роль и место человека в экосистемах. Экологическая ниша
человека.
Место человека в биосферных процессах. Отличие от других живых существ.
1) Абстрактное мышление (разум) и речь отличают человека от животных.
2) способность извлекать энергию из природы. 3) Манипуляция информацией.
Особенности человека: Для нормальной жизнедеятельности человека достаточно
2, 500-3000 килоколлорий энергии в сутки человек может существовать во всех
видах земного шара. Воздействует на природу приспосабливая ее к себе. Человек
создает социальную среду. Человек изменяет природу и нарушает экологические
ниши. Человек разрушает коренные экосистемы. Изменяет факторы и механизмы
регулирования численности популяции. Отдельные экосистемы и даже их крупные
блоки (степи), человек практически уничтожил. В природных экосистемах на
высоких звеньях цепей питания не бывает большой продукции, биомассы и
численности организмов, а человек нарушил этот принцип. Нарушился круговорот
в-в. человек изменяет границы экологических ниш организмов. В результате
выравнивания местообитаний возрастает вероятность сближения ниш близких в
экологическом отношении видов. За этим следует усиление конкуренции. И
происходит обеднение видового состава сообщества. Рубка лесов, осушение болот,
и другие виды антропогенной деятельности человека приводят к разрушению или
нарушению конечных стадий экосистем. Добыча природных ископаемых приводит к
истощению почв. Из природных ресурсов извлекает 2-3 % нужного продукта, а
остальное выкидывает.
Круговорот в-в и их нарушение человеком.
2 вида круговоротов в-в: большой и малый.
Круговорот углерода: основное
нарушение циклов углерода связано с высвобождением его из горючих ископаемых,
известняка, а также в результате изменения площадей и продуктивности лесных и
других растительных сообществ. Часть этого углерода накапливается в атмосфере
в форме углекислого газа и метана, и появ. парниковый эффект.
Круговорот
азота: изменение в круговороте азота под влиянием антропогенных факторов
обусловлено переводом его в усвояемые формы из атмосферного воздуха в
результате техногенных процессов. Изменения в циклах азота происходят в
результате разрушения органического в-ва почв. Отрицательные последствия
нарушения круговорота азота прояв. через загрязнение оксидами, аммиаком и др.
соединениями атмосферного воздуха и вод, накопление нитратов в пищевых
продуктах.
Круговорот серы: сера яв. одним из наиболее агрессивных и
распространенных загрязнителей среды, особенно воздушной. Основные нарушения
круговорота серы связаны со сжиганием органических в-в, переработкой
серосодержащих руд (железных, медных), нарушением циклов в системе почвы-
растения. Сера при этом поступает в атмосферу в виде токсического соединения,
как диоксид. Частично в виде триоксида, сероводорода, сероуглерода. Диоксид
серы самый агрессивный загрязнитель. Он действует на природные и созданные
человеком объекты как в результате сухого осаждения из воздуха, так и через
кислотные осадки.
Круговорот фосфора: отрицательным следствием
нарушения круговорота фосфора яв. его попадание в водные экосистемы с
минеральными удобрениями и моющими синтетическими средствами. Фосфор яв.
основным фактором загрязнения вод органическими вещ-ми.
Экологическая ниша
человека и возможности ее изменения. Ниша человека вся Земля. Человек
создает искусственные экосистемы. Человек минимально зависит от природы. В
таких условиях практически не работают механизмы регулирования численности
человеческой популяции (гомеостаз). Доугие механизмы гомеостаза (стрессовые
явления, миграции) действуют в сильно смягченной форме. Они снимаются
социальными условиями (достижениями медицины, информационное обеспечение,
бытовые условия. Важнейший результат этого- большой рост численности
народонаселения и связанные с эти м проблемы. Человек способен подчинять
своим интересам другие виды, уничтожать их. Человек уничтожает самого себя.
Если человек хочет выжить, он должен включить свой разум, что бы включить себя
в нишу. Он должен изменить свое отношение с природой. Должен сотрудничать с
природой. Условия перехода к новому отношению может быть только при глубоком
осознании ситуации. Через экологическую информацию. Использовать имеющиеся
механизмы и создать новые для решения глобальных экологических проблем.
19в) Специфика действия антропогенных факторов на экосистемы. Естественные и
антропогенные кризисы в биосфере.
Можно выделить несколько особенностей действия антропогенных факторов: 1) Не
регулярные действия и организмы не могут приспособиться к этим действиям. 2)
Неограниченные возможности действия на организмы, вплоть до полного
уничтожения (стихийные бедствия) 3) Человеческая деятельность ведет к
изменению среды и делает ее не благоприятной для живых организмов.4) только
человек в природе вредит самому себе. 5)среди антропогенных факторов надо
выделить социальный фактор, который более существенный для человеческого
общества.
Окружающая человека среда и ее компоненты. Можно выделить 4 компонента:
1)Собственно природная среда. Это среда, которая не изменена человеком,
способная к самовоспроизводству, саморегулированию. В основном это мало
пригодные для жизни земли с суровыми условиями: высокогорные районы, ледники,
заболоченные места.
2) Преобразованная человеком природная среда. Сюда
относятся культурные ландшафты (пастбища, пахотные земли, сады, виноградники,
парки) такая среда требует постоянных энергетические затраты со стороны
человека. (человек должен ее постоянно поддерживать.)
3) Созданная
человеком среда это жилые и пространственные помещения, промышленные
комплексы, застроенные части городов. Тут нарушен круговорот в-в и для нее
типично накопление отходов, загрязнения.
4)Социальная среда. Она
включает взаимодействия м/у людьми, психологический климат, здравоохранения,
общекультурные ценности.
Тенденции в изменении среды: По мере развития
цивилизации и научно-технического прогресса человек изолирует себя от
естественной природы. Искусственные среды увеличив. за счет уменьш. природной
среды. Требуется больше энергетических затрат для сохранения природной среды и
поддержания искусственной среды. (созданная человеком). Технологические меры
(очистные сооружения, создание малоотходное производство.)
Экологические кризисы и экологические ситуации.
Кризис - одно из состояний среды, природы или биосферы в целом.
Под
экологическим кризисом понимают изменения биосферы на значительном
пространства, сопровождающиеся трансформацией среды и систем в целом в новое
качество. Одни исследователи кризис связывают с резким изменением климата,
другие Ц с чисто эволюционными процессами, со сменой флор (появ. цветковых
растений), третьи- с катастрофическими явлениями, вызванными столкновением
Земли с крупным астероидом. Последний доантропогенный кризис произошел примерно
2, 5- 3 млн. лет назад. Он был связан с резким иссушением суши, что привело к
смене жизненных форм растений, появлению на месте лесов обширных открытых
пространств типа степей и саванн.
Современный экологический кризис и его особенности. Масштабы воздействия
человека на среду и биосферу.
Основная особенность современного экологического кризиса и его отличие от
предшествующих Ц глобальный характер. Он распространился на всю планету. И
традиционные методы выхода из кризиса с помощью перемещения на новые
территории практически не осуществимы. Реальным лишь остается изменение
способов производства, нормы потребления и объем использования природных
ресурсов. Человек добывает больше твердых ископаемых. Он извлекает много воды
из рек (10%). В целом человек извлекает такое кол-во вещ-ва и энергии ,которое
в десятки и сотни раз превышает его чисто биологические потребности. Люди
ежедневно употребляют около 2 млн. т пищи, 10 млн. т питьевой воды и миллиарды
кубических метров кислорода для дыхания. Потребности людей в ресурсах
становятся несоизмеримыми с возможностями природы. К преобразованиям природы
относятся различные виды строительства, сельскохозяйственная деятельность др.
Уничтожились степи, вырубаются леса. Выбрасываются отходы от переработки
сырья, мусор, уничтожение тропических лесов, поступление СО
2 в
атмосферу, под угрозой исчезновения- животные растения. Поверхность океана
покрыта нефтяной пленкой.
20в) Основные понятия деморгафии как науки и их связь с экологическими
проблемами.
Демография- это наука изучающая население в масштабах населенных пунктов,
региона, страны или земного шара.
Используются следующие понятия:
средний коэффициент рождаемости Ц
среднее число детей, которое рожает женщина в течении жизни.
Общий
коэффициент рождаемости- среднее число родившихся за год детей на 1000
человек населения.
Общий коэффициент смертности- среднее число
умерших людей за год на 1000 человек населения.
Естественный прирост
населения Ц разность м/у общим коэффициентом рождаемости и общим
коэффициентом смертности. Что бы выразить естественный прирост в %, его
значение надо разделить на 10.
Демографический переход Ц период
увеличения численности населения в стране или в мире, обусловленный высокой
рождаемостью при резком снижении смертности. Демографический потенциал Ц
увеличение численности населения, несмотря на сокращение рождаемости до уровня
простой воспроизводимости.
Демографический взрыв- резкое увеличение
темпов роста народонаселения, обусловленное интенсивным снижением смертности,
особенно детской, при сохранении высокой рождаемости.
Особенности демографии развитых и развивающихся странах.
Для человеческой популяции в настоящее время характерен невиданный по масштабам
демографический взрыв- резкое увеличение темпов роста народонаселения,
обусловленное интенсивным снижением смертности, особенно детской, при
сохранении высокой рождаемости. Он четко выражен в странах Азии, Африки и
Латинской Америки, относящиеся к развивающимся странах. Наиболее высокий
прирост населения приходится на последние десятилетия. Если для достижения
первого миллиона численности потребовалось более 2 млн. лет, то в дальнейшем
прирост каждого миллиарда требовал все меньше времени: второй Ц 100 лет,
третий-30, четвертый-15, пятый Ц12 лет. Основной прирост и численность
населения приходится на развивающиеся страны. В них примерно проживает 1, 2
млрд. чел. А средний прирост = 7 млрд. чел./год. В развитых странах прирост
прекратился или имеет отрицательное значение. Численность населения
уменьшается в Германии, Дании, Англии, России, Венгрии. Кроме рождаемости и
смертности, изменение численности населения в отдельных странах происходит за
счет эмиграции и иммиграции. В США увелич. населения происходит благодаря
иммиграции. США принимают иммигрантов в 2 раза больше чем другие страны.
Демографические пирамиды и прогноз численности населения.
Для прогноза численности населения большое значение имеет его возрастной
состав. возрастные группы представлены в виде пирамиды. Для развитых стран
характерна колонообразная пирамида (рис 1) ей свойственна небольшая доля
молодого поколения, что свидетельствует об отсутствии перспектив увеличения
численности населения. Возрастная пирамида для развивающихся стран резко
расширяется к низу за счет большой доли поколения, находящегося в детородном
или более молодом возрасте. (рис 2) это означает что численность будет
увеличиваться.
Рис 1 Рис 2
21в) Механизмы регулирования численности человечества по сравнению с
природными популяциями.
Томас Мальтус пришел к выводу, что человечество встретится с кризисным явлением
в связи с нехваткой продовольствия, потому что население сильно растет. Для
уменьшения населения он предложил заключать более поздние браки. Достижение
науки и практике большие возможности повышения урожая, вряд ли поможет снизить
численность населения. Дефицит продуктов отдельных государств Ц это результат
не их отсутствия, а неравномерного распределения. Мало влияет и загрязнение
среды, и голод на прирост населения. Существует несколько концепций
относительно причин и факторов стабилизации и снижения численности населения.
Такие как:-
демографический максимализм- чем больше населения, тем
лучше. Эта концепция воплощалась в Китае.
Демографический утопизм-
выход будет найден, через заселение космоса, океана и т.п.
Демографический
финализм- рост численности населения неизбежно приведет к исчерпаемости
ресурсов и загрязнению среды, в результате эта проблема решится за счет гибели
части человечества.
Демографический фатализм- проблемы решатся сами
собой через механизмы биологического саморегулирования, как в естественной
популяции.
Снижение смертности обусловлено в основном достижениями медицины, причиной
снижения рождаемости яв. гарантированная гос-ом материальная обеспеченность
старости. Если рождаемость в развивающихся странах будет продолжать расти, то
вместо 75% в развивающихся странах населения земли через 50 лет будет 90%, а в
развитых Ц только 10%.
Регулирование рождаемости: Регулируется
рождаемость в Китае. Здесь семья состоят из родителей и одного ребенка. Такие
семьи получают от гос-ва поощрения и льготы. Привилегии более значительны,
если первый ребенок девочка. Это делается для того, что бы родители не
стремились к рождению мальчика, которому в семьях обычно отдаются предпочтения.
При рождении более детей гос-во требует возвращения пособий, полученных на
первого ребенка. И коэффициент рождаемости снизился.
В бедных странах воздействие на среду связано с уничтожением природы.
Причиной яв. нищета и бедность.
22в) Основные виды природных ресурсов. Классификация загрязняющих в-в.
Под
природными ресурсами понимают природные объекты, которые
используются человеком и способствуют созданию материальных благ. Различают
также природные условия, они отличаются от ресурсов тем, что влияют на жизнь и
деятельность человека. Кроме природных, выделяются также ресурсы
материальные (промышленные объекты, строения, транспорт),
трудовые
(население, занятое общественным трудом). Природные ресурсы классифицируются по
нескольким признакам. Различают
атмосферные, водные, растительные,
животные, почвенные, недр, энергетические. Широко используется
классификация ресурсов по скорости их исчерпаемости либо самовосстановления.
Неисчерпаемые ресурсы- человек должен искать пути их более полного
использования.
К исчерпаемым ресурсам относятся те, которые могут
быть исчерпаны в ближайшее время. Сюда относятся ресурсы недр, и живой
природы.
К неисчерпаемым относятся ресурсы, которые можно использовать
неограниченно. (солнечная энергия, ветер, морской
прилив). Особое положение среди ресурсов играет вода.
Она исчерпаема, хотя и временно, вследствие загрязнения, но неисчерпаема
количественно. Запасов нефти хватает на 30-40 лет, газа на 40-45 лет, угля на
70-80 лет. Согласно материалам, калийные соли, каменный уголь и фосфаты будут
исчерпаны после 2100 года, марганцевая руда Ц к 2090 году, бокситы, никель Ц к
2040 г. медь, природный газ Ц 2020-2030. медь, свинец. Цинк, ртуть олово- к
2010-2015. Б. Скиннер отмечал, что железо по потреблению занимает 1-е место.
Выплавка железа связана с загрязнением атмосферы, такими соединениями как
сернистый ангидрид и двуокись углерода. Для алюминия требуется большая энергия
для его производства.
Использование ресурсов и проблемы загрязнения среды.
Под
загрязнением среды понимают привнесение в нее несвойственных
агентов, или преувеличение концентрации имеющихся (химических, физических,
биологических) сверх естественного уровня, приводящее к негативным
последствиям.
Загрязнение классифицируется по признакам: -
по происхождению:
естественное и искусственное (антропогенное); -
по источникам:
промышленное,
сельскохозяйственное,
транспортное.
Точечное (труба предприятий)
объектное
(предприятия в целом),
рассеянное (сельскохозяйственное поле, экосистема
в целом),
трансгрессивное (поступающее из других регионов, гос-ств), -
по масштабам действия:
глобальное, региональное, местное. Ц
по элементам среды:
атмосферы, почв, гидросферы и ее составляющих (мирового океана, пресных,
подземных, речных и др. вод. );
- по месту действия:
городской
среды, сельской среды, внутри промышленных предприятий, внутриквартирные; -
по характеру действия: химическое (отдельные хим-ие в-ва,
радиационное, топлевное, шумовое, электромагнитное),
физико-химическое
(аэрозоли),
биологическое (микробиологическое и др. агентами); -
по
переодичности действия: первичные (выбросы предприятий)
вторичное (продукты смоговых явлений)
; - по степени стойкости:
устойчивое Ц время жизни сотни и тысячи лет (азот, кислород),
стойкие
Ц время жизни 5-25 лет (углекислый газ, метан),
неустойчивое (водные
пары, окись углерода, сероводород). Любое загрязняющее в-во оценивается по
параметрам: объему поступления в среду, агрессивности (ядовитости), и степени
стойкости. Например отрицательный эффект углекислого газа связывается с большим
объемами поступления в среду и длительным периодом жизни, что обуславливает
парниковый эффект.
23в) Свой-ва атмосферы. Условия устойчивости ее свойств и источники
загрязнения. Мотиноринг состояние воздушной среды. Экологические проблемы
атмосферы.
Атмосфера- состоит из воздуха, химических примесей и паров воды. От
соотношения отдельных компонентов в атмосфере во многом зависит ее влияние на
радиационный, тепловой и водные режимы, способность к самоочищению. Газовый
состав атмосферы, содержащиеся в ней пары воды и др. обусловливают степень
проникновения солнечной радиации на поверхность Земли и удержание тепла в
околоземном пространстве. Если бы атмосфера не содержала примесей, то
среднегодовая температура поверхности Земли была бы не +15, а Ц18 градусов.
Важнейшими свойствами атмосферы яв. ее способность к быстрому перемешиванию и
перемещению на большое расстояние, а также связь с другими сферами и особенно
океаном. Человек оказывает воздействие на различные параметры и свой-ва
атмосферы, ее хим. состав, тепловой режим, перемещение, электромагнитность. В
результате деятельности человека в атмосферу попадают сотни в-в, которые
становятся загрязнителями либо то, что они чуждые для атмосферы. Воздействия
на атмосферу стали заметны, когда стали вырубать леса, выжигать леса, делать
распашку земель, осушать, орошение, строительство городов, промышленных
объектов. По объему выброса химических в-в в атмосферу 1-е место занимает
двуокись углерода. Это в-во способно накапливаться в атмосфере и долгоживущее.
Выброс серы. Это бесцветный газ с резким запахом. Он вызывает раздражение
дыхательных путей. Выбрасывается сероводород. С с запахом тухлых яиц. В
природе этот газ встречается в водоемах. Сероуглерод. В организм он поступает
через дыхание с и пищей. Вызывает нарушения ЦНС, обладает наркотическим
действием. Сернистый газ поступает в атмосферу при переработке железных,
медных руд. Сжигается органическое топливо.
Проблема парникового или тепличного эффекта.
Под
парниковым эффектом понимают возможное повышения глобальной
температуры земного шара в результате изменения теплового баланса,
обусловленное парниковыми газами. Основным парниковым газом яв. двуокись
углерода. К другим парниковым газа относится: метан, окись азота, озон, фреоны.
Всего 30 газов известно. Парниковые газы препятствуют уходу в космическое
пространство тепловых лучей. Из-за парникового эффекта температура на Земле
повысилась на 0, 3-0,6 градусов. С потеплением начнется таяние льдов и
повышение уровня мирового океана. При подъеме воды затопится суша самая
густозаселенная и плодородная. Также может увеличится степень неустойчивости
погоды, смещение границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов при
потеплении. Считается что не только газы дают парниковый эффект, но и сами
экосистемы, в которых человек нарушил круговорот в-в. Экосистемы выбрасывать
стали углерод.
Проблема озона. Проблема озона имеет 2 аспекта: разрушение в верхних
слоях (озоновый экран) и увеличение концентрации в околоземном пространстве.
Озоновый экран располагается у полюсов 9-30 км, и у экватора на 18-32 км.
Было замечено что содержание озона уменьшилось. Наиболее значительная потеря
озона наблюдается над Антарктидой. Его уменьшилось на 40-50%. Пространство, в
пределах которого регулируется уменьшение концентрации озона назыв.
озоновая дыра. Размер дыры увелич. на 4 % в год. Основным фактором
разрушающим озон яв. фреоны. Наиболее интенсивно озоновый слой нарушается
весной из-за низких температур и повышенной облачности зимой способствует
высвобождению хлора из фреонов, а хлор действует на озон весной, когда
температура повышается. Другие причины разрушения озонового слоя называют
вырубку лесов. Загрязнения разрушают озоновый слой.
Проблема кислотных
осадков. Двуокись серы Ц основной загрязнитель, и из-за него появ.
кислотные осадки. Они действуют на почву. Водные экосистемы, растения,
пямятники, строения и др. на почву кислотные осадки действуют отрицательно.
Т.к. она и так кислая, так еще и осадками подкисляться. В почве резко
увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который
в свободной форме ядовит. Кис. осадки повышают подвижность тяжелых металлов
(свинца, ртути). Кис. осадки проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и
водопроводную сеть. Питьевая вода ухудшается. Попадаю в водные источники,
кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды.
25в) Роль воды в биосфере. Объемы соленых и пресных вод. Масштабы
водопотребления.
98% соленая вода.
Вода- условие и фактор жизни и именно на нее
воздействует человек. Говорят Есть вода -есть жизнь.
В-во воды: -
неисчерпаемость, кроме жидкое, есть твердая и газообразная; - замерзает и может
переходит в жидкое состояние; - максимальная плотность при температуре +4.;-
высокая способность поглощать тепло; - способность легко переходить в
газообразное состояние (испарение), не только при положительных температура,
но и при отрицательных. Жизнь зародилась именно в воде. В теле человека тоже
есть вода. Она близка к 60%. Человек употребляет в день 2-5 литров воды. В
мире расходуется в среднем 1500-2000 литров воды на человека в сутки. Из них
100-150 литров расходуется на коммунально-бытовые нужды. Основное кол-во воды
расходуется на промышленные и сельскохозяй-ые цели. Основная масса воды на
земле соленая. Пресной меньше.
Проблема исчерпаемости воды: из 35 млн км
3 пресной воды около
70% сосредоточено в ледниках и вечных снегах. Эти воды практически не
потребляются человеком. Не используются также почвенные воды. Ограниченно
используются воды болот. подземные воды не используются, но они очень долго
очищаются. Реки быстро обновляются.
Загрязнение воды. Загрязнению
подвержены все категории вод: океанические, подземные, реки. Качество воды
стало влиять на здоровье населения. Много народу болеет от плохой воды. Все
воды содержат в-ва: кальций, натрий, хлар, калий. Состав воды близок к крови
человека и животных. Это, наверное, и яв. подтверждение, что жизнь зародилась в
воде. Для оценки качеств вод используются предельно допустимые концентрации
(ПДК). Кроме химических, при оценке качества питьевой воды используются
бактериологические и органолептические критерии. Так оценивается сколько
бактерий находится в воде, оно не должно превышать 100 в одном миллилитре воды
и через кол-во бактерий группы кишечной палочки. К органическим показателям
относятся запах, цвет и мутность, привкус. Важный показатель качества вод Ц
наличие в них кислорода. Из-за этого зависит способность к самоочищению. Под
БПК понимают кол-во кислорода, которое расходуется для разложения содержащихся
в воде в-в, способных участвовать в биохимических процессах. Различают
первичные и вторичные загрязнения вод. Первичные Ц связаны с поступлением в
воду различных в-в. Вторичные- обычно яв. следствием цепных реакций,
протекающих под действием первичных загрязнений. Источники загрязения вод яв.
смыв минеральных удобрений, кислые осадки, моющие средства, животноводческие
комплексы, бытовые стирки. Вред наносит тепловое загрязнение. Источником яв.
электростанции. Опасным загрязнителем считается нефть. Водопользлвание как
источник загрязнения. Сплав леса, движение водного транспорта, водохранилища
Эвтрофикация - обогащение вод биогенными элементами, особенно азотом и
фосфором.
Пути решения проблемы дефицита воды. используются мероприятия такие как:
использование водосберегающих технологий;- многократное использование воды; -
раздельная подача воды (раздельные краны).
Годовой сток всех рек 40.000 км
3. годовой сток Волги 250км
3
. часть воды теряется, когда мы ее используем.
28в) Свой-ва почв как экосистемы. Причины истощения и разрушения почв.
29в) Экологические проблемы почв. Пути восстановления свой-в почв.
Имеются данные, что человечество потеряло 2 млрд. гектар плодородных земель.
Потери почв, и интенсивный рост численности населения обуславливают
интенсивное уменьшение земли на душу населения. 30% занимают леса, 30%
сельскохозяйственные угодий (поля, сады, пастбища), 40% все остальные земли
(горы, пустыни, степи, саванны).
Свойства почв: почва занимает особое
место в экосистемах. Она самая насыщенная организмами среда. Ее можно
рассматривать как самостоятельную экосистему. Почва- важнейшее звено
круговорота в-в. почва выступает фильтром для воды. Она может накапливать
информацию об экосистемах. Она фиксируется в слоях почвы. Инфо такая очень
долго хранится. С воздействием человека на почвы связано разрушение
естественных ландшафтов, объединение видового разнообразия, резкое снижение
устойчивости экосистем, их продуктивности. Изменяется круговорот в-в.
снижается биологическое разнообразие. Идет непрерывное снижения плодородия
почвы.
Закон снижения эффективности природопользования: Прирост
продукции почв происходит с резким увеличением энергетических затрат.
Эрозия почв и ее причины: под
эрозией почв понимают их разрушение в
результате действия воды или ветра. Различают
водную ( текущая вода) и
ветровую (движение воздуха) эрозии. Эрозия начинается там, где уничтожается
естественный растительный покров. Т.к. растения скрепляют почву корнями, и
надземные части растений резко снижают интенсивность и силу водных и воздушных
потоков. И из-за этого, когда нет растительного покрова, начинается эрозия
почв. Водная и ветровая эрозия прояв. практически во всех районах земного
шара. Она зависит от скорости ветра и его продолжительности, степени
открытости пространства и самого состояния почв. Эрозия прояв. сильнее на
легких почвах(песочные) характеризующиеся слабой устойчивость к разрушению.
Эрозию усиливает сухость почвы.
Водная эрозия. Наиболее сильно
прояв. в районах , где часто выпадают осадки, на больших открытых
пространствах. Различают виды водной эрозии:
плоскостную, в
результате которой равномерно сносится водными потоками поверхностный слой
почвы;
струйчатую- заметно прояв. слабые очаги эрозии по местам
концентрации водных потоков;
бороздчатую и
овражную как стадии
струйчатой, прояв. в разрушении не только почв, но и грунтов с выносом больших
масс продуктов эрозии в водные источники.
Меры борьбы с эрозией почв:
- внесение ограниченных удобрений; использование техники с малым давлением на
почву.- Севооборот; - не спахивать легкие песчаные почвы.; - вокруг полей
должны быть леса;- внесение органических удобрений.
Орошаемое земледелие.
Площадь орошаемых земель в мире составляет около 250 млн. га. Поливные почвы
подвергаются
вторичному засолению. Сущность в том, что на поля
часто подается больше воды, чем ее может удержать почва. Эта влага постепенно
проникает до грунтовых вод и повышается их уровень. Грунтовые воды могут
подниматься близко к почве и интенсивно испарятся. Растворенные в воде соли при
этом накапливаются на поверхности почв. Первичное осущ. без человека.
Основная мера предотвращения вторичного залоселия Ц уменьшение полива. И
современные технологии.
Истощаемость земель: это и отчуждение
питательных в-в с урожаем при последующем их неполном возвращении, и потеря
гумуса, и ухудшение водного режима. Это ве приводит к снижению плодородия и
опустыниванию. Наиболее хорошими методами возврата питательных в-в в почву яв.
внесение органических удобрений (навоза), травосеяние, давать отдых почвам.
Истощаемость почв связано с потерей органического в-ва (гумуса). Потеря
почвыми плодородия связана с интенсивной обработкой, загрязнением и
подкислением, в результате кислотных осадков.
Отчуждение земель. Под
отчуждением земель понимают изъятие и использование их для различных целей,
не связанных с получением растительной продукции. Строительство городов,
дорог.
Экологические следствия использования минеральных удобрений.
Любое внесение минеральных удобрений меняет химический состав почвы. Изменяется
водная среда за счет смыва удобрений в воду. Все удобрения содержат примеси
(тяжелые металлы, изотопы). Ухудшается качество растительной продукции. Виды
удобрений:
азотные:
положительное- повышают содержание
белка в зерне, улучшают хлебопекарные качества зерна.
Отрицательное-
при высоких дозах- происходит накопление в виде нитратов.
Фосфорные
удобрения: л+ - снижают отрицательные воздействия азота,
улучшают качество продукции, способствуют повышению устойчивости растений к
болезням
. л- при высоких дозах возможны токсикозы растений. В
фосфорных удобрениях содержится фтор, тяжелые металлы, и радиоактивные
элементы.
Калийные как и фосфорные. Многие удобрения, особенно
хлоросодержащие отрицательно действуют на человека и животных, в основном
через воду.
Виды пестицидов: пестициды- это группа в-в, которые
используются человеком для снижения нежелательных организмов.
Гербициды
- уничтожение растений.
Инсектициды- убивают насекомых
. Фунгициды-
убивают грибы.
Акарициды- убивают клещей. Альгициды Ц борьба
водорослями.
Требования к пестицидам: высокая эффективность и короткое
время жизни.
Применение пестицидов: их применят в искусственно
созданных человеком системах. Используются нехимическая борьба с организмами
такие как: божьи коровки, муравьи. Средства для отпугивания, привлечения или
прерывания отдельных стадий развития животных. Животные питающиеся
определенными видами растений. Большое влияние на среду оказывают
животноводческие комплексы. Это связано с большим с большими отходами
животноводства.
30в) Леса и их роль в биосфере. Северные и тропические леса. Рекреационные
функции лесов.
31в) Вредное воздействие антропогенных факторов на леса.
Проблема лесов.
Леса- это важнейший компонент экосистемы. Леса сохранились в малоизмененном
состоянии.,это мощные системы, характеризующиеся высокой продуктивность, в
которой сосредоточена большая масса органического в-ва. Это среда обитания
многих животных. Это источник сырья. Общая площадь лесных земель 4 млдр. Га.
Плщадь в России 870 млн. га. Человечество уничтожило много и лесов и их
площадь сократилась. Особенно сокращаются тропические леса. Леса поддерживают
баланс м/у углекислым газом в атмосфере. Происходит связывание углерода и
запасание углерода. Леса имеют большую биомассу- масса живых организмов. Леса
обиталище большого числа живых организмом. Леса источник сырья. Леса хранилища
воды.
Функции лесов: 1) Поглащение СО2 выделяется более
тонны кислорода. На 1 га. леса выделяется 5-6 тонн кислорода. Лес накапливает
углерод и 92% углерода накапливается в лесах. Углерод связан в болотах.
2
) Воздухоочистительная фун-ция осуществляется прямое поглощение
токсического в-ва.
3)Ветрозащита. 4) Шумозащита. 5) Влияние на
климат. Они создают свойю среду. Свой микроклимат. Лес задерживает таяние
снега. В лесу более влажно.
6) Подвижность воздуха в глубине леса
отсутствует. Здесь в основном идет перемещение континентального воздуха.
Теплый воздух поднимается вверх, и вниз поступает холодный. Температура почв в
лему ниже, чем в открытых пространствах. Испарение в лесу ниже. Почва в лесах
рыхлая и через нее хорошо проходит вода- . Это водо-охранная функция леса.
Проблемы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок. Влияние
атмосферных загрязнений на леса. Повреждение и гибель лесов от
загрязнения, распространяемых через воздух яв. экологической проблемой.
Наиболее значительные повреждения лесов связаны с воздействием сернистого
ангидрида и его производных. Воздействие оказывают также озон, азот, фтор,
хлор. Они действуют на растения либо в виде сухих осаждений, либо в виде
кислотных осадков. Гибель лесов может быть медленной либо внезапной. Может
быть из-за вредителей, из-за засухи. Исчезают лишайники. Они очень
чувствительны к токсикантам. С термином рекреация связывается восстановление
здоровья и трудоспособности людей путем отдыха вне жилища. Рост численности
городского населения и стрессовых явлений увеличивают стремление людей общаться
в природой. По этой причине возрастает площадь лесов, используемых в
рекреационных целях, растут нагрузки на них. Строятся коттеджи, дороги.
Чтобы не было нагрузки нужно разрабатывать мероприятия по регулированию
нагрузок, снижение ущерба для экосистем.
Проблема тропических лесов.
70% видов живых организмов обитает в тропических лесах. Ситуация с тропическими
лесами катастрофическая. В год вырубается 12-14 млн га. Вырубают слаборазвитые
страны из-за денег. Из-за вырубки тропических лесов меняется климат
континентов, движение воздушных масс. Высвобождается углерод. Что способствует
накоплению парниковых газов, потом парниковый эффект. Тропические леса трудно
восстанавливаются.Пользуются растениями которые находятся в тропических лесах.
Из них делают лекарства. Видовое разнообразие погибает из-за человека. 1 вид
погиб за 10 лет. Причины гибели видов: 1) Разрушение места обитания 2) Прямое
уничтожение 3) Уменьшение кормовой базы 3)Загрязнение окружающей среды.
1в) Экология как наука. Основные этапы становления
Экология Ц это наука изучающая взаимоотношения м/у организмами и средой
их обитания. Под
средой понимается живая и не живая природа. Термин
экология был введен Э. Геккелем в 1866г. (
ойкос-дом, жидище,
логос
-учение).
Этапы развития: 1) Экология была биологической наукой до
60гг. и рассматривала живые организмы и среду их обитания. 2) 70гг в Экологию
ввели человека и стали все проблемы ориентировать на человека. Раймерс
определил экологию как науку о выживании человека в современных условиях
глобального экологического кризиса. Экология стала социальной дисциплиной. Это
междисциплинарная наука. Э. Цэто современое мировоззрение.
3 раздела экологии:
1)
Общая экология (экология, которая изучает естественные
природные экосистемы)
2) Социальная экология (это как общество взаимодействует с живой
природой)
3)
Прикладная экология (как решать частные вопросы, как
выходить из кризисов)
Общая экология Ц это экология природных систем и учение о природной среде, а
социальная и прикладная экология Ц экология измененных человеком природных
систем и среды.
9в) Потенциальное бессмертие биосферы с энергетической и вещественой точек
зрения.
Только благодаря круговоротам и наличию неисчерпаемого источника солнечной
энергии обеспечивается непрерывность процессов в биосфере и ее потенциальное
бессмертие. Как отмечал Вильямс, есть единственный способ сделать какой-то
процесс бесконечным- пустить его по пути круговоротов. Одно из мощнейших
антиэкологических действий человека связано в нарушением и даже разрушением
природных ресурсов.
Основные в-ва биосферы: 1) Биосфера-
централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы.
2) Биосфера Ц открытая система. Ее существование невозможно без поступления
энергии извне (от солнца, космоса).
3) Биосфера- саморегулирующаяся
система. Способная возвращаться в исходное состояние.
Принципы
Ле-Шателье- Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния
устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором
эффект этого воздействия ослабляется.
4) Биосфера- система,
характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как
основное условие устойчивости биосферы.
Важное свойство Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих
круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов
и их соединений.
