Основы экологии и природопользования шпоры

Шпаргалка Шпоры по экологии Тип работы: Шпаргалка. Добавлен: 02.06.2012. Год: 2010. Страниц: 21. Уникальность по antiplagiat.ru:

1.Структура и понятие окружающая среда
Окружающая среда - среда обитания и деятельности человечества, окружающий человека природный и созданный им материальный мир. Окружающая среда включает природную среду и искусственную. В широком смысле в понятие "окружающая среда" могут быть включены материальные и духовные условия существования и развития общества. Часто под термином "окружающая среда" понимается только окружающая природная среда; в таком значении он используется в международных соглашениях.
Структура окружающей среды делится на природные и социальные элементы среды.

3)Экология как междисциплинарная область знаний.
В последнее время экологию часто делят на биоэкологию и геоэкологию. Биоэкология — одна из биологических наук, изучающая отношения организмов (особей, популяций, сообществ) между собой и окружающей средой. Предметом изучения биоэкологии (общей экологии) являются объекты организменного, популяционно-видового, биоценотического, биогеоценотического и биосферного уровней организации в их взаимодействии с окружающей средой. В связи с этим выделяют следующие разделы биоэкологии: экология особей (аутэкология, факториальная экология), экология популяций (демэкология, популяционная экология), экология сообществ (синэкология). С биоэкологией тесно связано учение о биосфере (глобальная экология). Задачи биоэкологии — изучение двусторонних связей в системах организм — среда, популяция — среда, сообщество — среда, а также связей между особями в популяции и популяциями в сообществе.
В составе биоэкологии выделяют экологию систем ниже организменного уровня (эндоэкологию): молекулярную экологию; экологию клеток и тканей; в частности экологию канцерогенеза.
По отношению к систематическим группам живых организмов в составе биоэкологии выделяют экологию прокариот, грибов, растений, животных.
Геоэкология (географическая, или ландшафтная, экология) — раздел экологии, основанный на приложении
экологических закономерностей к географическим процессам, применительно к экосистемам высоких уровней иерархии. Предметом изучения геоэкологии являются крупные экосистемы — биогеоценозы, биосфера.
В составе геоэкологии можно выделить ряд разделов. По отношению к типу ландшафта выделяют экологию тундры, степи, пустыни и др. ландшафтов. По отношению к средам выделяют экологию суши, моря, пресных водоемов и др. По отношению к особым географическим подразделениям выделяют экологию Крайнего Севера, высокогорий, островов и т.п.
Таким образом, по размерам объектов изучения выделяют следующие разделы экологии: молекулярная экология изучает взаимодействие биомолекул с окружающей
средой; экология клеток и тканей изучает взаимодействие клеток и тканей с окружающей средой; экология особей (аутоэкология, факториальная экология) изучает взаимодействие организма с окружающей средой; экология популяций (демэкология) изучает взаимодействие между особями в популяции и популяций с окружающей средой; экология сообществ (синэкология) изучает взаимодействие между популяциями в сообществе и сообществ с окружающей средой; биогеоценология изучает биогеоценозы; учение о биосфере (глобальная экология) изучает биосферу Земли.
Прикладная экология разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов и сохранения среды жизни. Задача прикладной экологии — оптимизация взаимодействия природы и общества. Ее решение возможно только на основе знания и соблюдения законов, правил и принципов экологии и природопользования. Прикладная экология включает промышленную (инженерную), сельскохозяйственную, промысловую, медицинскую, рекреационную, урбоэкологию и т.д.
Тесно связаны между собой экология человека и социальная экология. Предметом их изучения является взаимодействие человека и человеческого сообщества со средой, только в первом случае подчеркивается биологическая составляющая человека, а во втором — социальная. Выделяют экологию индивида (личности), социальных групп, человеческих популяций, человечества.
Таким образом, в широком смысле современная экология — комплексная (междисциплинарная) наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии природы и общества. Ее задача — изучение законов взаимодействия природы и общества и оптимизация этого взаимодействия.

4)История развития экологии
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.
3)Экология стала социальной дисциплиной. Это междисциплинарная наука. Э. –это современное мировоззрение.

5) Экологические проблемы современности. (глоб,регио,локал). Глобальные—развитием общемировых биосферных процессов и явлений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата). Глобальные проблемы охватывают всю биосферу. Возникнув в одной точке, они распространяются по всей планете.
Среди них:
проблема озонового экрана. Озоновый экран (слой, озоносфера) — это слой атмосферы на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации озона на высоте 20—25 км. Здесь плотность озона в 10 раз больше, чем у поверхности Земли. Уменьшение толщины слоя воздуха, содержащего озон, всего на 1% (200 м) вызывает увеличение числа людей с онкологическими заболеваниями кожи на 6%. Проблема защиты озонового слоя Земли стала важным направлением международного сотрудничества.
Проблема парникового (оранжерейного, тепличного) эффекта. Углекислый газ является одним из главных виновников парникового эффекта, потому что другие известные парниковые газы (а их около сорока) определяют лишь примерно половину глобального потепления. Поэтому часть тепла возвращается обратно на поверхность Земли и оттуда вновь поступает в атмосферу. В результате температура приземного слоя воздуха повышается.
Потепление климата ведет к таянию полярных льдов и повышению уровня Мирового океана. Уже сейчас под угрозой затопления находятся многие плотно заселенные регионы побережий. К глобальным относят также проблемы повышения кислотности окружающей среды (кислотные дожди), сохранения биологического разнообразия.
В последние годы все чаще говорят о новой проблеме — возможности смещения геофизического центра Земли в силу неравномерного изъятия полезных ископаемых из ее недр. Это может привести к изменению траектории вращения Земли, последствия чего просто непредсказуемы.
Региональный — слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал- Региональные проблемы охватывают территории больших регионов, и их влияние сказывается на значительной части населения. Например, загрязнение Волги — это региональная проблема всего Поволжья. Осушение болот Полесья вызвало негативные изменения и в Беларуси, и на Украине. Изменение уровня вод Аральского моря — проблема всего Среднеазиатского региона. Локальный— мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе- Локальные проблемы постепенно переходят в региональные (довольно частые выбросы отходов химических предприятий г. Казани в Волгу вызывают гибель рыбы на всем протяжении реки ниже города). Региональные же проблемы становятся глобальными. Так, применение ДДТ в отдельных регионах привело к выносу его в Мировой океан, а накопление в морской воде стало глобальной проблемой (наличие препарата в икре рыб сделало ее нежизнеспособной, а яйца пингвинов — мертвыми). Таким образом,дальнейшее ведение хозяйства неразумными методами и способами неизбежно приведет к экологической катастрофе).

9) Роль продуцентов и консументов в экосистеме.
Круговорот углерода. Продуценты улавливают углекислый газ из атмосферы и переводят его в органические вещества, консументы поглощают углерод в виде органических веществ с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуценты минерализуют органические вещества и возвращают углерод в атмосферу в виде углекислого газа. В Мировом океане круговорот углерода усложнен тем, что часть углерода, содержащегося в мертвых организмах, опускается на дно и накапливается в осадочных породах. Эта часть углерода выключается из биологического круговорота и поступает в геологический круговорот веществ.
Главным резервуаром биологически связанного углерода являются леса, они содержат до 500 млрд. т этого элемента, что составляет 2/3 его запаса в атмосфере. Вмешательство человека в круговорот углерода (сжигание угля, нефти, газа, дегумификация) приводит к возрастанию содержания СО₂ в атмосфере и развитию парникового эффекта. Скорость круговорота СО₂, то есть время, за которое весь углекислый газ атмосферы проходит через живое вещество, составляет около 300 лет.
Продуценты — автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).
Консументы (макроконсументы, фаготрофы) — гетеротрофные организмы
потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.
10)Основные причины разрушения биосферы
1. демографический взрыв; 2. урбанизация населения; 3. производство с/х на основе химизации и мелиорации ( использование так же удобрений); 4. Научно-технический прогресс, рост потребления энергии, промышленной продукции, использование средств транспорта; 5. экологически нерациональное ведение хоз.деятельности и ошибки её планирования; 6. аварии и катастрофы; 7. военные учения и войны; 8. и прочее ( недостаточно развита наука экология и др).
Сейчас в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химических соединений несвойственных деструкторам экосистем (это отходы пластмасс и тд.).
Более 90% загрязнений воздуха приходится на автотранспорт.
Изменение климата и резкие колебания погоды. Нарушение кругооборота многих веществ в природе. Исчезновение многих видов растений и животных. Загрязнение почвы, воды и воздуха вредными токсическими веществами. Значительное повышение уровня радиации в некоторых регионах планеты, особенно там, где происходят военные действия или испытания. Усиление ультрафиолетового излучения в результате истощения озонового слоя (до 8% и образования озоновых дыр.

11)Причины возникновения кислотных дождей и их влияния на окружающую среду.
Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленный до рН
Снижение рН воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах.

13.Проблемы утилизации промышл и бытовых отходов
Образуются в бытовых условиях. Большая часть их представлена твердыми веществами — ТБО (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевыми отбросами. Но они могут быть и жидкими (сточные воды хозяйственно-бытового назначения) и газообразными (выбросы различных газов).
Промышленные (производственные) отходы (ОП) — остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина и т.д.), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органические растворители и т.д.) и газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта и т.д.). В России ежегодно образуется более 120 млн. т промышленных отходов. Промышленные отходы частью сконцентрированы в отвалах, терриконах, хвостохранилищах, но в основном, как и бытовые, из-за недостатка полигонов захоронения вывозятся на несанкционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется только одна пятая их часть.

14)Междисциплинарный характер соврем экологии.
Методы экологических исследований. Современная экология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы. Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов. Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов. Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта. Метод эксперимента дает возможность изучать явления природы в заданных условиях. Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями. Связь экологии с другими науками. Экология тесно связана с фундаментальными науками (математикой, физикой,
химией), естественными (биологией, географией, геологией, почвоведением), общественными (экономикой, социологией, политологией, психологией), прикладными (охраной природы, биотехнологией, растениеводством).
Значение экологии. Экология является теоретическим фундаментом рационального природопользования и охраны природы. Экологические знания используются в сельском, лесном и промысловом хозяйстве, экономике, медицине, социологии и т.д. Достижения экологии применяются при решении глобальных проблем современности: взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.

16)Проблема сохранения биологического разнообразия
Биол.разнообразие биосферы включает разнообразие всех видов живых существ, населяющих биосферу, разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных прир зонах. При характеристике разнообразия учитывают такие показатели, как видовое богатство и выравненность распределения особей.
Видовое богатство выр. отношением общего количества видов к общему количеству особей или к единице площади. Сохранение биологического разнообразия — непременное условие сохранения и развития естественных экосистем, существования всей жизни в целом.
Под биол разнообразием биосферы понимают разнообразие всех видов живых организмов, составляющих биосферу, а также все разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. К сожалению, в настоящее время всевозможные виды хоз. деятельности человека приводят к снижению биол. разнообразия.
Биосфера теряет биол. разнообразие. В этом закл. одна из экол. опасностей.
Человечество еще мало знает о биол. разнообразии, например, нет еще точных данных о кол-ве видов в биосфере. Специалисты еще не всегда могут определить, какие территории требуют особых мер охраны и организации на них заповедников. Огромно количество малоизученных видов, например в троп. лесах. Для сохранения биоразнообразия необходимо вкладывать средства в его изучение; совершенствовать природопользование, стараясь сделать его рациональным; решать глоб экол. проблемы на международном уровне.
17)Живое вещество и его роль в биосфере
Этот термин ввел Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и хим. состав. Живое вещ-во – основа биосферы. Живое вещество по составу есть вся совокупность живых организмов, обитающих в биосфере. Живое вещество имеет биомассу, обладает продуктивностью и имеет особенные по сравнению с косным веществом свойства. Эти свойства обеспечивают важнейшие функции живого вещества.
1. Энергетическая функция. Она определяется свойствами светочувствительного вещества хлорофилла зеленых растений, с помощью которого растения улавливают, аккумулируют солнечную энергию, преобразуют ее в энергию химических связей молекул органических веществ. Орг. вещ-ва, созданные зелеными растениями, служат источником энергии для представителей иных царств живыхсуществ.2.Транспортная ф. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направлении. В этом перемещении заключается транспортная функция живого вещества. 3. Деструктивная ф. Минерализация орг вещ-в, разложение отмершей органики до простых неорг. соединений опр-ет деструктивную функцию живого вещества. Данную функцию в основном выполняют грибы, бактерии.4. Концентрационная ф.
и т.д.

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.

15. Энергия в экосистемах. Хемосинтез и фотосинтез. Продуктивность экосистем.
Энергетические превращения осуществляются по законам термо-динамики – энергия переходит из одной формы в другую, но не исчезает и не появляется заново. Самопроизвольно идут только те процессы, где энергия рассеивается. ЭНТРОПИЯ – мера упорядоченности системы. Живые системы открыты для обмена энергией. Из вне поступает даровая энергия солнца. В живых системах есть компоненты, обладающие механизмом улавливания, концентрации и рассеивания энергии (увеличение энтропии) – проц. характеристика для живых и неживых систем. Только живые системы способны улавливать и концентрировать энергию. Процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией, он ведет к уменьшению энтропии. Живые системы поддерживают свою жизнедеятельность благодаря наличию даровой избыточной энергии, во-вторых благодаря способности за счет устройств, сост. ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав рассеивать в окружающую среду.
ФОТОСИНТЕЗ – синтез сахара из неорганических веществ – CO2 и H2O, при помощи солнечной энергии. 6CO2 + 12H20 (2816 дж, хлорофил)  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: Трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -–это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ – скорость образования вещества в единицу времени. Продуктивность бывает первичной и вторичной. Первичная – продуценты, вторичная – консументы и редуценты. Первичная бывает валовая и чистая. Валовая – вся энергия, которую растения уловили и перевели в органическое вещество. Чистая – все вещество за вычитом расходов на дыхание и отмирание. На каждом уровне трофической цепи теряется от 90% до 99% энергии.
16. Экологические пирамиды. Экологическая сукцессия.
Соотношение численности, биомассы или эквивалентной ей энергии живых организмов называется ПИРАМИДОЙ численности биомассы или энергии. Длина или площадь пропорциональна числу организмов их биомассе или эквивалентной ей энергии.
Экологическая СУКЦЕССИЯ – это изменение состава и строения экосистемы под действием внешних и внутренних факторов. Сукцессии бывают первичными и вторичными --- 1. экосистема возникает на безжизненном месте, 2. сообщество развивается на месте уже существующего. СУКЦЕССИЯ – смена одних видов другими за определенный промежуток времени. Бывают автотрофные (растущий лес), гетеротрофные (расходуется больше вещества, чем производится), климаксная система (состояние равновесия).
17. Гомеостаз экосистем. Принцип обратной связи.
ГОМЕОСТАЗ – способность к саморегуляции. В основе гомеостаза лежит признак гомеост.
Отрицательный – уменьшается отклонение от нормы.
Положительный – увеличивается отклонение от нормы. Поддерживать гомеосттаз возможно в пределе отрицательной обратной связи.

30. Гидросфера. Источники загрязнения. Оценка качества гидросферы
Гидросфера — водная оболочка Земли; масса (1,5-2,5)*1018 тонн; находится в виде паров и облаков, океанов и морей (91,3% массы) , ледников, подземных вод. Вода в природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы, органические вещества. При концентрации солей до 1г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг – солоноватой, более 25 г/кг – соленой. В пресных водах обычно преобладают ионы HCO3(-), Ca(2+), Mg(2+). По мере роста минерализации увеличивается концентрация SO4(-), Cl(-), Na(+), K(+). Пресная вода — 1% от общей массы.
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.
Загрязнители: химические (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот), биологические (вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы), физические (радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина).
Загрязнители:
1. Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка: органические вещества (смолы, жиры, лигнины, фенол), аммонийный азот, сульфаты, вывешенные вещества.
2. Нефтегазодобыча: нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды.
3. Машиностроение, металлообработка, металлургия: тяжелые металлы, взвешенные вещества, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, фотореагенты.
4. Химическая, нефтехимическая промышленность: фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бензапирен, взвешенные вещества.
5. Горнодобывающая, угольная: флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы.
6. Легкая, текстильная, пищевая: СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества.

Более половины (56% воды, используемой в хозяйстве, возвращается в природную среду в виде загрязненных сточных вод. Основную ответственность за загрязнение природных вод несут: машиностроение, включая судостроение и судоремонт (39% от общего поступления загрязняющих веществ), коммунальное хозяйство (37%, цветная металлургия (7% и сельское хозяйство (8% без учета смывов пестицидов и минеральных удобрений).
Водоемы значительно загрязняются при сбросе сточных вод, содержащих большое количество органического вещества. В таких водах быстро размножаются грибы и бактерии, что приводит к изменению структуры животного сообщества и к уменьшению содержания растворенного в воде кислорода. Биологическое потребление кислорода (БПК) является одним из важнейших критериев уровня загрязнения водоема органическими веществами. Он определяет количество кислорода, необходимое для разложения органических загрязняющих веществ.
Основные характеристики качества вод.
… -РН – электропроводность- количество растворенного О2 – окислительно-восстановительный потенциал – содержание органических веществ – количество растворенных тяжелых металлов – жесткость-.
Удельная Электропроводность – ( x = i/p ) является сложной функцией концентрации ионов в водных растворах. В природных водах наблюдается прямолинейная корреляция м/у содержанием солей и электропроводностью. Измеряя удельную электропроводность можно примерно по графику определить концентрацию солей.
Окислительно-восстановительный потенциал: Определяя величину этого потенциала можно по диаграмме прогнозировать степень окисления присутствующих ионов с переменной валентностью, по этому значению можно судить о количестве растворенного кислорода.
Содержание растворенного О2 – Содержание О2 зависит от процессов, способных обеднять и обогащать воду О2. Обогащение может происходить в результате абсорбции кислорода из атмосферы, выделении растениями при фотосинтезе. Обеднение происходит в результате процессов связанных с его потреблением на окисление: химическое и биохимическое окисление ион

1. Предмет и задачи экологии.

Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия – климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические – общие отношения организмов ко всем остальным организмам.

Общие задачи экологии: 1) Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенными воздействиями на природную систему и биосферу. 2) Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов. 3) Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека. 4) Управление процессами, протекающими в биосфере. 5) Сохранение среды обитания человека. 6) Регуляция численности популяции. 7) Разработка систем мероприятий по экологической индикации загрязн. природной среды. 8) Восстановление нарушенных природных систем. 9) Сохранение заповедных участков биосферы. 10) Создание устойчивого развития общества.

Задачи экологии для инженеров: 1) Оптимизация технологических инженерных решений, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровья человека. 2) Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий на окружающую среду и человека. 3) Своевременное выявление и корректировка конкретных технологических процессов, угрожающих эдоровью человека и окружающей среде.

2.Законы экологии.

1. З.внутреннего динамического равновесия: наличие ответных реакций отдельных или взаимосвязанных природных систем и их иерархий при воздействии на них вещества, энергии или информации; любое изменение среды ведет к ответным реакциям, стремящимся нейтрализовать результаты изменений.

2. З.толерантности — определяет положение, по которому любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим окружающую среду. Другая формулировка: фактором, ограничивающим процветание организма или вида, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия.

3. З.максимизации энергии: выживание или сохранение одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использования ее максимального количества наиболее эффективным способом.

4. З.минимума: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей; жизненные возможности организма или системы лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму.

5. З.ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы Земли являются конечными.

6. З.пирамиды энергий, правило 10%: каждый последующий трофический уровень ассимилирует не более 10% энергии предыдущего.

7. З.заполнения экологической ниши: при заполнении ниши исчезнувший или уничтоженный вид заменяется функционально близким или экологически аналогичным видом.

3. Структура экологии. История развития экологии.

Основная часть экологии – общая экология – биологическая наука, изучающая общие закономерности взаимоотношения любых живых организмов и среды, включая человека как биологический вид. В составе общей экологии разделяют: АУТОЭКОЛОГИЯ (организм-среда), СИНЭКОЛОГИЯ (сообщество-среда) изучает сообщества живых организмов и их взаимоотношения со средой, ПОПУЛЯЦИОННАЯ экология (популяция-среда) изучает структуру и динамику популяций отдельных видов. По конкретным объектам и средам: экология животных, растений, микроорганизмов. Современная экология в связи с усилением воздействия человеческого общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы вызвана обострением экологической обстановки на нашей планете и привела к экологизации многих технических и гумманитарных наук. Появились науки – инженерная экология, космическая экология, сельскохозяйственная экология. Инженерная экология изучает принципы создания новых экологических технологий. С-х экология занимается возможностью сохранения почв, вод, атмосферы. Математическая экология занимается процессами в биосфере. Городсткая экология – о процессах в городе. Социальная экология занимается изучением природы человеческого общества. Теоретическая и прикладная экология: прикладная - разрушение биосферы человеком, способы предотвращения этого. Разработка принципов рационального природопользования.

ИСТОРИЯ: Термин экологии был введен в 1866 году Эрнстом Геккелем.

(1) человечество интересуется природной окружающей средой (2) во 2-ой половине 20-го века экологизация науки.

4. Значение экологии

Установить правильные взаимоотношения с природными процессами, обеспечивающими устойчивое поддержание жизни на нашей планете, можно лишь на основе знания законов формирования и поддержания активного функционирования биологических систем, обеспечивающих глобальный круговорот веществ.

По Вернадскому необходимо: 1) Образование всемирного пространства, высшим приоритетом которого должно быть сохранение и восстановление окружающей среды, координация жизнедеятельности планетарного социума. 2) Приоритет сохранения природы над интересами человека. 3)

Формирование информационной цивилизации, в которой информация должна выступать как эквивалент других видов ресурсов.

13. Популяция, структура, характеристики, динамика численности.

ПОПУЛЯЦИЯ – группа организмов одного вида, внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией, занимать конкурентное пространство, связывать между собой различные взаимоотношения – единство определяется площадью территории или акватории. Популяция – это генетическая единица вида. В зависимости от размеров занимаемой территории различают 3 типа популяции: (1) элементарная популяция – это группа организмов одного вида, которая занимает небольшой однородный участок. Генетический обмен происходит часто. (2) экологическая популяция – это совокупность элементарных популяций. Генетический обмен реже. (3) Географическая популяция – группа особей одного вида, занимающих территорию с однородными условиями существования. Генетический обмен – редко. Один вид занимает АРИАЛ вида – пространство, которое вид занимает на земле.

По СТРУКТУРЕ различают возрастную структуру – соотношения особей разного возраста. Различают: (1) предрепредуктивный – молодой (2) репредуктивный (3) пострепредуктивный. Структура половаяя (сексуальная структура), пространственная структура – колонии, семьи, стаи.

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА: самая важная характеристика – плотность. 1-ая плотность популяции – видоспец. показатель. Зависит от биотических и абиотических факторов. 2-ая характеристика – это численность. 3-я характеристика – индекс численности – число особей отнесенное к единице времени. 4-я характеристика – рождаемость – способность популяции к увеличению численности за счет размножения, выраженное в числах. Рождаемость относят к определенному времени. 5-я характеристика – баланс популяции – соотношение рождаемости и смертности. ВЫЖИВАЕМОСТЬ – доля особей популяции дожившего до размножения. КРИВЫЕ ВЫЖИВАНИЯ:

В
дифференциальном виде зависимость определяется в виде dN/dt=rN((k-N)/k), N – численность. В мат. выражение входит сопротивление среды. r – вражден- ная скорость поп. k – макс. число особей. r-виды – пионеры, k-виды – с тенденцией к равновесию

13(а). Биосистема. Биом. Экосистема.

СИСТЕМА – упорядоченное взаимодействие компонентов образующих единое целое.

БИОМ – крупное региональное, или субконтинентальная система, характеризующаяся основным типом растительности или другой особенностью ландшафта. Классификация биомов: 1) наземные (тундры, саваны, пустыни) 2) пресноводные (пруды, реки, болота) 3) морские (моря, океаны). ЭКОСИСТЕМЫ – это основная функциональная единица в экологии поскольку в неё входят организмы и неживые среды. – это общая категория объединяющая любые взаимодействия в совокупности живого и неживого. 3 вида экосистем: 1) искусственная 2) естественная 3) сформированная в результате эволюции. Экосистема – это любое сообщество живых существ вместе с физической средой его обитания функционирующая как единое целое.

14. Биогеоценоз, структура биогеоценоза.

Биогеоценоз – это совокупность живых организмов и абиотической среды вместе с занимаемым им участком земной поверхности. СТРУКТУРА: компоненты – биотоп (климатопы, эдатопы), биоценоз (фитоценоз, зооциноз, микробоциноз). Между всеми компонентами существует тесная взаимозав., и тесная взаимосвязь. Границы биогеоценоза определяются по фитоценозу (важнейший компонент). Виды, которые занимают ведущее место в биоценозе – ДОМЕНАНТЫ. Степень доменирования – это отношение числа особей 1го вида к числу особей в сообществе. Предоменанты – живут за счет доменантов. Виды-эдификаторы – создают среду для всего сообщества. Без этих видов условия среды меняются.

15. Наземные и водные экосистемы.

Наземные: биогеоценозы, биоценотические комплексы, ландшафты, биомы, биосфера. Биомы – тундра, хвойные леса, листопадные лиса умеренного пояса, степи, саванны, дождливая зима и засушливое лето, вечнозеленые тропические леса. ВОДНЫЕ: пресноводные (лотические (текучие), болота, лентические (стощие)), морские (эстуарии (устья рек), открытый океан, воды континентального шельфа, апвелленг (районы продуктивного рыболовства)). Водные организмы: (1) донные – бентос (2) околодонные – перекитон (3) плавающие микроорганизмы – планктон (4) плавающие крупные – нектон (5) околоповерхностные – нейстон.

В воде есть ливническая зона, зона, куда проникает свет и профундальная зона – не проникает солнечный свет.

16. Типы экосистем.

Автотрофные – пребладают продуценты – это живые организмы, которые способны синтезировать органическое вещество из неорганических составляющих с использованием внешних источников энергии. Эти экосистемы сами снабжают себя органическим веществом.

Гетеротрофные – продуцентов нет или их роль незначительна. Гетеротрофы – потребители (консументы), используют вещества, накопленные продуцентами.

Природные экосистемы и антропогенные экосистемы.

По размеру: микроэкосистемы, мезоэкосистемы (лес), макроэкосистемы (контененты, океаны), глобальная экосистема (биосфера).

5. Экосистема– основное понятие экологии. Эмерджентность экосистем.

Впервые термин ЭКОСИСТЕМА ввел Тэнсли в 1935 году. Экосистема – это совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой посредством обмена веществом, энергией, информацией и сохранения устойчивости в течении длительного времени. Экосистема имеет 2 компонента: (1) биотический (живой) (2) среда обитания (не живой). Между ними осуществляется взаимосвязь посредством обмена веществом, энергией, информацией. Экосистема – (среда обитания – экологические факторы, биотические факторы [биотическая структура <продуценты, консументы, редуценты>]). Главные свойства экосистем: Эмерджентность – свойства целого не равно сумме свойств его частей. Непрерывность. Эмердженктность возникает как в результате взаимодействия компонентов, а не как суммирование.

6. Экологические факторы среды. Абиотические факторы.

Экологические факторы – любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. Среда – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое влияние или косвенное воздействие – воздух, вода, почва (гумус – плодородный слой, содержащий остатки живых организмов – слагается из детрита, т.е. мертвого органического вещества). Детрит разлагается от нескольких до миллионов лет. ДЕТРИТ – опад листьев (разлагается 2-3 года), стволы деревьев (10-15 лет), гумус (сотни лет), сапропель (морские остатки), торф (тысячи лет), нефть (миллионы лет). Условия жизни – совокупность необходимых для организмов элементов среды, с котороми они находятся в неразрывном единстве и без которых существовать не могут. Абиотические факторы – факторы неживой природы. Экологические факторы – абиотические (климатические, почвенные, факторы водной среды, факторы рельефа (топографические, ораграфические), огонь (пожары)), факторы питания, биотические факторы (живой природы) – фитогенные (растения), зоогенные, микробогенные.

7. Климатические факторы, почвенные факторы, факторы водной среды, орографические факторы, пожары, факторы питания.

Климатические факторы – внешний источник – солнце, (1) солнечные лучи – 99%. Длина – 0,17-4 микрометров. В этом интервале 48% - видимые лучи. 7% - ультра. 45% - ультра… (2) освещенность (3) температура поверхности Земли – суточные и сезонные колебания температуры (4) влажность воздуха – от нее зависит размножение растений, животных и другое. (5) осадки – гумидные облака (много – 250-2500 мм/год), аридные (мало 7 – щелочная.

Cн+ + Cон- = 10 (с. -- 14) при 298К. Щелочность почвы – известковость и засоленность почвы. (2) соленость почвы – содержание различных солей. Соли, содержащие Cl - -- солянчики, на них ничего не растет. Соли, содержащие Na2CO3 – солонцы. Для пов. урожая – содержание нитрат-ионов, ионов фосфора, ионов калия…

Рассмотрим факторы ВОДНОЙ среды. Физические: (1) прозрачность, (2) мутность, (3) скорость течения – важнейший фактор очищения воды. Химические: (1) кислород, расстворенный в воде. При 30 градусах максимальная расстворенность кислорода в литре воды – 34 мл – в 1 л. воды. Минимальное количество кислорода, при котором органическая жизнь может существовать – 5 мг/л. (2) соленость воды, морская = 35г/л – содержание солей, пресные воды Ноосфера. Ноосфера – сфера разума.

26. Антропогенное воздействие на биосферу. Загрязнения.

Исторические этапы изменения биосферы человеком:

1. воздействие на природу человека как биологического вида. 2. Сверхинтенсивная охота. 3. Скотоводство. 4. Земледелие. 5. 300 лет назад – глобальное изменение всех компонентов биосферы.

Формы воздействия человека на биосферу:

2. Изменение структуры земной поверхности. 2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса слагающих ее веществ. 3. изменение энергетического баланса биосферы. 4. изменение, вносимые в биоту. ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ:

Загрязнение – неблагоприятное изменение окружения, являющегося побочным результатом деятельности человека. Привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических или биологических компонентов или превышение естественного многолетнего содержания этих компонентов. Воздух, вода, почва – объекты загрязнения. Растения, животные микроорганизмы, человек.

27. Классификация загрязнений окружающей среды. Глобальные загрязнители. Последствия загрязнений.