Что такое биосферная экология
Историческое развитие экологии, деление ее на разделы
Одной из самых важных проблем, стоящих перед мировым сообществом, является проблема защиты окружающей природной среды и устойчивого развития человеческой организации.
Одними из первых состоянием окружающей среды заинтересовались биологи. Поэтому традиционально под экологией понимают совокупность и характер связей меду организациями и окружающей природной средой, при этом понятие окружающая среда недостаточно определено, поскольку разные исследователи вкладывают в него разное содержание.
Под объектом экологии понимают экосистемы различного ранга вплоть до планетарного, т.е. и биосфера и человека.
В 1866 году немецким зоологом Эрнестом Геккелем более 100 лет назад в своей монографии дал понятие что такое экология: (ойкос – жилище, дом, логос – наука, изучение).
Экология – это наука о доме, наука о том как жить и хозяйничать в собственном доме.
В качестве самостоятельной науки, экология сформировалась лишь в ХХ веке. Труды многих выдающихся исследователей позволили составить совокупность знаний, идей, законов которые и являются фундаментом экологии.
Во II половине ХХ века экология как наука развивается особенно бурно, поскольку антропогенные изменения окружающей среды приобрели такие размеры, что человек прямо или косвенно стал их жертвой.
В 1972г. в июне в Стокгольме была проведена 1 международная конференция по окружающее среде. Которая обобщила материалы о загрязнении и вредном влиянии на здоровье населения. После конференции экология соединилась с охраной природы и начала приобретать теперешнее значение.
В самом общем виде окружающая среда определила как совокупность всех энергетических и информационных факторов косвенно или прямо взаимосвязанных с человеком.
Экология же является интегрированной наукой о регламентации отношений и взаимодействия человека с окружающей средой (природной или техногенной средой).
Т.о. экология представляет постоянно развивающейся наукой, которая призвана минимизировать экологический риск (вероятность экологического воздействия) при развитии цивилизации как для окружающего мира, так и для ее самой.
Основой всех современных экологий является биология или общая экология изучающая всю природу в целом, уровни организации жизни на земле и устойчивость живой природы.
Рисунок 1: Схема основных направлений экологии
Биосферная экология изучает глобальные изменения, которые происходят на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природные явления.
Лесная экология изучает способы использования ресурсов лесов (древесина, промысловые животные, ягоды и др.) при их постоянном восстановлении, а также роль, которую играют леса в поддержании водного режима ландшафтов.
Экология тундр изучает способы рационального природопользования в тундре и лесотундре — оленеводство и охота. Важным направлением в экологии тундр в последнее десятилетие стало изучение влияния на экосистемы добычи нефти и газа и разработка способов уменьшения вредного воздействия промышленности.
Экология морей изучает влияние хозяйственной деятельности человека на морские экосистемы: загрязнение при добыче нефти и газа на шельфе, при сбрасывании в воду промышленных и бытовых стоков и твердых отходов, в том числе с морских судов. Эта наука разрабатывает методы восстановления и поддержки морских экосистем.
Сельскохозяйственная экология изучает способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы и лугов и при сохранении окружающей среды и производства экологически чистых (т.е. не загрязненных опасными для (здоровья человека веществами) продуктов.
Промышленная экология изучает влияние выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и возможности снижения этого влияния за счет совершенствования технологий и очистных сооружений.
Городская экология изучает возможности улучшения среды обитания человека в городе.
Медицинская экология изучает болезни человека, связанные с загрязнением среды, и способы их предупреждения и лечения. Здоровье населения любой территории — лучший показатель состояния среды его обитания.
Некоторые науки экологического комплекса выделены не по объекту изучения, а по методам, с помощью которых этот объект изучается.
Математическая экология моделирует экологические процессы, т.е. отклонения в природе, которые произойдут при изменении экологических условий.
Химическая экология разрабатывает методы определения веществ-загрязнителей, попадающих в атмосферу, воду, почву и продукты питания, способы химической очистки газообразных, жидких и твердых отходов и новые технологии производства, при которых количество отходов уменьшается.
Экономическая экология разрабатывает экономические механизмы рационального природопользования — оценки стоимости ресурсов (вода, древесина, нефть и т.д.) и размеры штрафов за загрязнения.
Юридическая экология разрабатывает систему законов, направленных на защиту природы. Юристы-экологи выступают в качестве защитников Природы на судебных процессах, связанных с экологическими преступлениями или нарушениями законов рационального природопользования.
Биосферная экология
Экологические новости
Мероприятия
Последние сообщения
Контактная информация
РЕДАКЦИЯ
Адрес: 105066, Москва,
Токмаков пер., д. 16, стр. 2
+7 (499) 267-40-10
E-mail: red@ecoindustry.ru
Еще по теме «Разрешение на спил деревьев»
© 2004-2021 Издательский дом «Отраслевые ведомости». Все права защищены
Копирование информации данного сайта допускается только при условии указания ссылки на сайт
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
Система и проблемы биосферной экологии ХХI века
Наука о биосфере уже существовала и была создана… профессиональным геологом В.И.Вернадским, геологические работы которого отечественные биологи использовали достаточно своеобразно: они подвергли его труды примитивной биологизации, убрав из геологической концепции биосферы… геологию. Определенную роль здесь сыграла деятельность по разработке Государственной экологической программы. В отличие от Продовольственной, Экологическая программа не состоялась, зато директор Института эволюционной морфологии и экологии животных, академик «В.Е. Соколов и другие биологи. внедрили в ученую и неученую общественность представление о биосфере как совокупности живых существ на планете, что в корне противоречит учению В.И.Вернадского о биосфере как геологической оболочке планеты, созданной в течение геологического времени. Такова была реакция биологического фланга академической науки на экологические проблемы. …В современной экологии строгие определения и достойный категориальный аппарат подменены путаной терминологией. Она представляет собой к тому же нечто весьма гибкое, всегда способное видоизмениться в угоду тем или иным политическим вкусам». (А.Н.Тюрюканов, В.М.Федоров. Н.В.Тимофеев-Рессовский: Биосферные раздумья.( 8, стр.262).
Очевидно, что структура и содержание экологии должны отражать реалии живого и минерального мира Природы, где биосфера – коммунальная квартира в доме планеты Земля, и основу жизнеобеспечения этой квартиры создает планетарный геологический круговорот, который питает все экосистемы, включая самих биологов. Геологическая система биосферы обеспечивает практически бесконечное устойчивое развитие минеральной среды и жизни. Несмотря на ограниченность минеральных ресурсов, биосфера эволюционировала и преодолевала катастрофы, увеличивая видовое разнообразие и стабильность жизненного пространства, благодаря саморегулирующейся безотходной системе циклических биогеохимических взаимодействий минеральной природы и живого вещества. И вполне закономерно, что основы современной экологии, ориентированной на оптимизацию антропогенной деятельности, как ведущей геологической силы на планете создали труды трех профессиональных геологов Ж. Кювье, В.И.Вернадского и В.В.Докучаева.
Биосферная экология – наука о взаимодействии природы и общества в биосфере и ее подсистемах, средство самоспасения цивилизации и сохранения среды обитания(6).
Экосистемная концепция экологии вступила в противоречие с концепцией устойчивого развития, которая ориентирована на оптимизацию взаимодействия природы и общества, защиту жизненного пространства биосферы, необходимого современным и будущим поколениям. Совершенно очевидно, что для реализации устойчивого развития требуются фундаментальные исследования глобальной и региональной биосферы, как развитие работ В.И.Вернадского и Н.В.Тимофеева-Рессовского. Основу устойчивого развития создает социально-экологическое взаимодействие биосферы и общества с учетом планетарной сложности геологической системы Земли.
Биосфера первична, самодостаточна и стабильна на сотни миллионов лет, обеспечивая эволюцию живой и минеральной природы, несмотря на пространственную и ресурсную ограниченность. Создавая блага цивилизации, индустриализация не уменьшила, а увеличила зависимость человека от биосферы, которую технический прогресс прогрессивно разрушает, создавая иллюзию независимости человека от природы и одновременно угрожая стабильности жизненного пространства. Человек может жить на Земле только в биосфере, которая служит гарантом существования цивилизации.
Рис. 1. Система биосферной экологии XXI в. (В.Л. Зверев, П.В.Зверев. 2013).
Первоначальная авторская схема биосферной экологии «3 по 4» была опубликована в 1998г.(1). Современный, дополненный и переработанный вариант лучше отражает натуральную историю геологической системы Земли вместе с актуальными приоритетными составляющими устойчивого развития, основой методологии которого служит геолого-геохимическая концепция биосферы В.И.Вернадского. Структурное подразделение в виде трех взаимосвязанных блоков: «Экология биосферы», «Социальная экология и устойчивое развитие», «Экология человека» осталось прежним ( Рис.1).
Фундаментальное направление «Экология биосферы» включает научные разделы:
1. Геологическая система Земли и эволюция биосферы.
2. Экология природных ресурсов.
3. Приоритетные экологические проблемы биосферы.
1. Мониторинг антропогенного влияния и охрана жизненного пространства.
2.Экологическая безопасность населения (стихийные бедствия, экологические катастрофы, качество среды обитания).
3. Оптимизация социоприродных систем (технологии, города, регионы).
4. Экологическое образование и просвещение.
Именно краеведение соединяет экологическое знание о мировом доме Природы, о глобальных проблемах с каждым человеком и его собственным домом. Зеленая трава у родительского дома создает человеку образ Родины, который снится ему всю жизнь. Также как биосферная экология, экологическое краеведение имеет социальный аспект, определяемый естественно-историческими связями системы человек-природа и располагается в ядре экологии вместе с знанием по экологии человека, физическому и духовному здоровью населения, экологической культуре и праву.
Система биосферной экологии служит наглядным средством экологического образования и воспитания. Очевидно, что система образования должна отражать систему социального природопользования, ее естественно-историческое развитие. Не случайно России принадлежит мировое первенство в создании системы высшего лесного образования. Систему эту отличал комплексный, экологичный, естественно-исторический разумный подход, где объединялись науки, определяющие природопользование того времени. Поэтому студенты лесных вузов царской России изучали геологию, минералогию, кристаллографию. В Петровской земледельческой и лесной академии возникла кафедра лесоводства и геологии. Складывалась система воспитания экологической и горной культуры, ориентированной на наземное и подземное природопользование, на творческое взаимодействие природы и человека. Формировалось эколого-образовательное пространство оптимизации природопользования.
Сейчас много изменилось в нашем Отечестве, но российские школьники к основной науке о Доме планеты Земля не допускаются, хотя в европейских странах с тысячелетней горной культурой геологические дисциплины в общеобразовательных школах дети изучают 5 лет. К сожалению, в России уже более полувека отсутствует школьное геологическое образование, а фрагменты геологического знания дилетантски включаются в курсы биологии, географии, природоведения, где вода именуется особым веществом (наподобие «Московской особой»), минеральная природа называется неживой, а биосфера – особой(!) оболочкой или сферой жизни, вместо единственно верного определения В.Вернадского, который создал науку о биосфере, как геологической оболочке планеты. При этом учащимся остаются неизвестными жизненно-важные, нормативные показатели среды обитания (воздух, питьевая вода, почва, продукты питания), глобальная роль геологического круговорота и ряд других вопросов, изучение которых более уместно для воспитания интеллектуально и нравственно полноценной личности в условиях геологического дома планеты Земля, нежели знакомство с методами производства серной кислоты или соды по методу Леблана.
В современной России геология не предусмотрена государственным образовательным стандартом в цикле фундаментальных естественнонаучных дисциплин высшего профессионального образования. Отсутствуют основные положения геологических наук и в недавно утвержденной «Концепции современного естествознания» для студентов-гуманитариев. В системе экологического образования не нашлось места минеральным ресурсам, планетарному геологическому круговороту и геологическому дому человечества – планете Земля.
Очевидно, что система образования без геологии не может давать учащимся адекватную картину мира планеты Земля, где реальность XXIв. определяется природопользованием, которое создает блага и проблемы цивилизации, что требует необходимого отражения в системе образования.
Система образования XXI века, ущербная в части геологии и экологии, не может служить фактором социального прогресса и развития общества, она противоречит «Государственной Концепции перехода РФ к устойчивому развитию» и совершенно противоестественна в России, благосостояние и проблемы социально-экономического развития которой, определяются использованием минеральных ресурсов.
Россия имеет необходимое правовое поле для развития геологического образования и воспитания ХХIв., которое должно ориентироваться на оптимизацию природопользования и сохранение среды обитания. «Концепция перехода РФ к устойчивому развитию» предусматривает «сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений людей». В Концепции сказано, что конечной целью устойчивого развития будет создание «предсказанной В.И.Вернадским сферы разума (ноосферы)». Экологический кризис и социальный прогресс свидетельствуют о необходимости научного природопользования, основанного на оптимизации взаимоотношений человека и природы посредством развития горной культуры, как основы общей экологической культуры в условиях геологического дома планеты Земля, где геологическое знание есть необходимая функция жизни. Не страх перед карательной системой штрафов и запретов, а гуманизм культуры должен править миром в его взаимодействии с Природой.
Очевидно, что реформа российского образования, провозглашенная Национальным приоритетным проектом, должна иметь концептуальный подход и соответствовать социально-историческим условиям развития нашей страны, где в течение последних 80 лет ведущая роль принадлежит потреблению минеральных ресурсов. Одновременно необходимо реформировать концепцию экологического образования, где должно занять свое место изучение стихийных бедствий и экологических катастроф, среди которых исключительное значение имеет Чернобыльская социально-экологическая катастрофа, уроки которой обращены к будущему и совершенно необходимы молодому поколению для понимания социальной истории ХХ века и современных проблем Отечества, естественной и социальной картины мира. Современная система образования должна отражать мировые и отечественные социальные проблемы и ориентироваться на основные положения Концепции устойчивого развития, воспитывать экологическое мировоззрение и культуру.
Как известно, культурная деятельность возникла у древних аграрных народов в качестве экологического средства совершенствования природопользования (культура земледелия, растениеводства, животноводства (от лат.возделывание).Культура определяет общественные и личные отношения, а также социальный прогресс, основанный на природопользовании. В реалиях ХХI века развитие экологической культуры имеет приоритетную актуальность и необходимость для будущего и национальной идеи самой богатой в мире страны – это социальное развитие народного благосостояния, которое невозможно без заботы о природе и человеке.
«Концепция перехода РФ к устойчивому развитию», вместе с экологическим законодательством заложила основы государственной экологической политики России. Основой устойчивого развития признана оптимизация взаимоотношений природы и общества, а важнейшим направлением стратегии устойчивого развития служит экологическое воспитание и образование населения, прежде всего молодежи.
По-видимому, целесообразно вернуться к преподаванию наук о Земле в контексте Натуральной истории, которая адекватно отражает организованность и развитие живой и минеральной природы, образуя исторически сложившуюся систему знаний о мире, где концептуальное взаимодействие знаний о нашем планетарном доме должно стать основой образовательной системы и средством нравственного воспитания в соответствии с Концепцией устойчивого развития России. Школьное образование должно давать историю развития знания, его значение и уроки, быть взаимосвязанной обучающей системой, а не хаотичным набором учебных дисциплин и программ, тасуемых как колода карт. Необходимым условием реализации Национального проекта в области образования должно быть возрождение государственной системы издания учебной литературы образовательными учреждениями и отраслевыми министерствами.
Жизнь биосферы и общественное развитие на планете Земле обеспечила геологическая эволюция минеральной природы. Геологический мир первичен, самодостаточен и вечен на миллионы лет, чтобы быть гарантом устойчивого развития, если цивилизация не повторит судьбу динозавров на основе экосостемного подхода к проблемам экологической безопасности.
Такова космическая логика функционирования геологического дома Земли.
Вячеслав Зверев Система и проблемы биосферной экологии ХХI века
(к 10-летию публикации статьи «Профанация экологии в умах и образовании»)
Курс лекций по Экологии 3
Предмет экологии – совокупность и структура связи между организмами и окружающей средой.
Объект экологии – экосистемы.
Общая экология – изучает закономерности взаимоотношений живых организмов разных уровней со средой и между собой.
Разделы общей экологии :
Прикладная экология – включает в себя аспекты инженерной, социальной, экономической среды обитания человека, экологических принципов охраны окружающей среды; изучает механизмы разрушения человеком биосферы, способы предотвращения этого процесса, разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов.
Задачи общей экологии:
Задачи прикладной экологии:
Экологический фактор – любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живые организмы на одном (или нескольких) этапе развития организма.
Виды экологических факторов:
а) физические: фитогенные (растения)
— климатический зоогенные (животные)
— топографический микробиогенные (микроорганизмы)
— кислотность и щелочность среды
Типы взаимоотношения организмов:
++ мутуализм (птичка и носорог)
+- хищничество (заяц и волк)
+0 коменсализм (насекомые в норе медведя)
+0 протокооперация (рак-отшельник и актиния)
-0 аменсализм (человек задавил муравья)
00 нейтрализм (лоси и белки)
— конкуренция (сорняки и другие растения)
Закон минимума Либиха (1840): фактор, находящийся в минимуме будет ограничивать организацию всего живого.
Толерантность – способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.
Закон толерантности Шелфорда (1931): любой живой организм имеет определенные эволюционно-унаследованные пределы устойчивости (толерантности) к любому эколог. фактору.
Популяция – любая способная к воспроизводству группа особей одного вида более или менее изолированных в пространстве от особей другого вида.
Статистические свойства – состояние популяции в определенный момент времени:
возрастная структура – соотношение численности особей различного возраста. Для описания этой структуры выделяют:
3 экологич. возраста: предропредуктивный, репродуктивный, пострепродуктивный.
3 вида возрастных пирамид: быстрорастущая, сокращающаяся, стабильная.
половая структура – характеризуется соотношением численности особей разного пола.
пространственная структура – 3 типа распределения особей в пространстве:
случайное, равномерное (сильная конкуренция между особями), неравномерное / групповое (защита, размножене).
Динамические свойства – характеризуют процессы в популяции, которые протекают во времени.
скорость рождаемость смертность
численности иммиграция эмиграция
Для оценки уровня рождаемости и смертности популяции по возрастам существует несколько методов: таблицы выживаемости, кривые выживаемости, математические модели.
Виды таблиц выживаемости:
Кривая выживания – это график зависимости от времени числа выживших на данной момент особей для некоторой начальной группы новорожденных.
- Зависимость численности от времени, экспоненциальная:
, N – численность, R – врожденная скорость роста численности популяции.
Допущения : идеальная популяция, неограниченные ресурсы пространства и питания
, k – емкость среды (максимально возможная численность популяции).Колебания численности популяций :
1 – циклическая популяция
2 – стабильная популяция
3 – скачкообразный рост численности
Синэкология (экология сообществ – изучает взаимоотношения популяций, сообществ, экосистем со средой)
Биогенез (по Мебиусу) – организованная группа популяций растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства с более или менее однородными условиями.
биоценоз = фитоценоз (устойчивое растительное сообщество) + зооценоз (совокупность взаимосвязанных видов животных) + микробиоценоз (сообщество микроорганизмов)
Трофическая структура (характеризует пищевые связи внутри биоценоза):
Пищевая цепь – последовательность организмов, каждый из которых съедает или разлагает другой.
Трофический уровень – звено пищевой цепи.
Простейшая пищеварительная цепь состоит из трёх трофических уровней:
 |
– не могут производить органические вещества для существования своего тела и используют готовые органические вещества – все животные, птицы, пресмыкающиеся.
Виды пищевых цепей :
- Пастбищные : автотрофные организмы (растения) → травоядные животные → хищники (фитопланктон → зоопланктон → рыбы).
Пр.: нектар → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищник.
Детритные (наиболее распространенны в лесах): детрит (разлагающееся органическое вещество) → детритофаг (организмы, питающиеся мертвыми органическими веществами вместе с содержащимися в них микроорганизмами – личинки насекомых, дождевые черви, многие бактерии) → хищник.
Пр.: листовой опад → черви → птица (дрозд) → змея/хищная птица (ястреб);
падаль → опарыши → лягушка → цапля → волк.
Для представления взаимоотношений различных видов в биоценозе используются экологические пирамиды :
1. Пирамида численности (может быть как прямой, так и обратной)
— консумент 1 порядка (гусеницы)
Количество подсчитывается на каждом трофическом уровне. паразиты
— зоопланктон
— фитопланктон
- Пирамида энергии (количество пищи, которое проходит через трофические уровни)
Нет обратной формы.
С помощью пирамид энергии можно сравнивать биоценоз между собой.
Существует закон пирамиды энергии.
В 1942г. Линдеман предложил правило 10% или закон пирамиды энергии : с одного трофического уровня экопирамиды переходит на другой более высокий ее уровень в среднем 10% энергии поступившей на предыдущий уровень экопирамиды.
Правило биотического усиления : вредное вещество при переходе с одного трофического уровня на другой накапливается в пищевой цепи примерно в той же пропорции, в которой снижается количество энергии.
Видовая структура биоценоза :
Доминантные виды – виды, преобладающие по численности, массе, развитию.
Среди доменантов выделяют эдификаторы – виды, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени формируют среду обитания, предопределяя существование других организмов.
Пр.: ель – средообразующее растение.
Видовое разнообразие биоценоза складывается из компонентов :
Видовое разнообразие биоценоза также зависит от типов взаимоотношений между организмами :
Увеличение разнообразия ресурсов ведет к увеличению места обитания => происходит расширение экологической ниши от реализованной к функциональной.
Экологическая ниша – совокупность всех требований организма к условиям среды обитания и месту, где условия выполняются.
Виды экологических ниш :
В результате межвидовой конкуренции зона перекрытия между видами снижается и экологическая ниша становится уже => сокращаются размеры популяций конкурирующих видов.
Принцип конкурентного исключения или закон Гаузе : два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны.
Рассмотрим межвидовое взаимодействие хищников и их жертв.
Численность популяции хищников всегда на полпериода отстает.
При встрече организмов развивающихся в изоляции друг от друга, их популяции не способны существовать в равновесии. В результате численность привнесенной популяции стремительно увеличивается, нанося ущерб местному биоценозу, включая вымирание отдельных видов.
Хищничество влияет на структуру функций биоценоза, динамику и пространственное распределение популяций жертв.
Схема взаимодействия механизмов организации биоценоза (Дж.Коннел):
 |
Уровень при котором
Отсутствие конкуренции условия среды
очень суровые суровые благоприятные
Закон действия факторов (Тинела, 1926): состав сообщества биоценоза по видам и численности особи в них определяется тем фактором среды, который находится в своем минимуме для данного сообщества или биоценоза.
Пространственная структура биоценоза
Пространственная структура биоценоза определяется, прежде всего, сложением фитоценоза.
Распределение организмов внутри биотопа носит ярусный характер.
Ярусность – вертикальное расслоение биоценозов на равновысокие структурные части.
Пр. (ярусная структура широколиственного леса):
1 ярус (древесный) – самые высокие растения (дуб, клен, осина, липа), белки, соколы, сороки, воробьи, дрозды, зяблики, вороны, насекомые.
2 ярус (кустарниковый) – кустарники до 5м (лещина, малина, шиповник, крушина, боярышник, рябина), насекомые (мухи, комары, пчелы, осы), снегири, дятлы, дрозды, поползни, белки, медведи.
3 ярус (травянистый) – ромашки, овсяники, папоротники, подрост деревьев, насекомые (пчелы, осы, комары, жуки), синицы, млекопитающие (лоси, медведи, лисы, волки, зайцы, косули).
6 ярус (дернина – 5-7см (корни, земля)) – черви, мокрицы, клещи, жуки, кроты, корни.
Мозаичность (в лесу) может возникнуть в результате деятельности:
Экосистемная экология – изучает экосистемы и биогеоценозы.
Экосистема – совокупность биотических и абиотических объектов, ограниченных условными границами и находящихся в определенных отношениях таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время.
Биогеоценоз – совокупность однородных природных элементов на определенном участке поверхности земли, контур которого устанавливается по границе растительного сообщества.
Различия между экосистемой и биогеоценозом :
Все компоненты взаимосвязаны
Продуктивность – скорость производства биомассы в единицу времени.
1. Валовая первичная продуктивность – общая скорость накопления органических веществ продуцентами, включая те, что были израсходованы на дыхание.
2. Чисто первичная продуктивность – скорость накопления органических веществ, за вычетом тех, что были израсходованы на дыхание за изучаемый период.
3. Чистая продуктивность – скорость общего накопления органических веществ, оставшаяся после потребления гетеротрофами за определенный период.
4. Вторичная продуктивность – скорость накопления энергии консументами.
Динамичность – свойство экосистем, которое отражает зависимость экосистемы от комплекса экологических факторов и адаптивную реакцию всей системы на эти факторы.
Сукцессия – последовательная смена одного биоценоза другим.
В сукцессии четко действует правило экологического дублирования : длительное существование биоценоза возможно лишь в том случае, если изменения среды, вызванные деятельностью одних живых организмов, благоприятны для других с противоположными требованиями.
Сукцессионная серия – последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга сукцессий сообществ
Этапы сукцессионного процесса :
Результатами сукцессионных изменений являются:
Законы и правила функционирования экосистем
Принцип ЛеШателье-Брауна : при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Химические превращения в природе и все биологические процессы подчиняются законам термодинамики :
Биосфера – все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь.
· Неисчерпаемые: вода, солнечная энергия, климатические ресурсы.
1. В них возникает потребность.
2. Появляются технические возможности для использования.
3. Его использование экономически выгодно.
Классификация природных ресурсов
· растительные, животные, минеральные, водные, земельные, климатические.
- По видам хозяйственного использования:
· ресурсы промышленного производства : энергетические, неэнергетические (негорючие ископаемые).
· ресурсы сельскохозяйственного производства : почвенно-земельные ресурсы, растительные и кормовые ресурсы, агроклиматические ресурсы.
· ресурсы непроизводственной сферы : ресурсы рекреационных хозяйств, ресурсы заповедных территорий, ресурсы диких животных, ресурсы дикорастущих растений.
Человек и биосфера
Пространственная структура : Проблемы урбанизации :
Возрастная структура : Факторы лимитирующие развитие человечества :
Загрязнение окружающей среды
Загрязнение – поступление в окружающую среду вещества или энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
— нормальные побочные продукты жизнедеятельности.
— отходы производства: постоянно-действующие, периодически-действующие.
- По характеру загрязнения:
· химическое / ингредиентное – изменение химического состава среды.
· физическое / параметрическое – отклонение от нормы физических параметров (радиоактивное загрязнение).
· биологическое – проникновение в среду всех видов организмов, появляющихся при участии человека и наносящих вред окружающей среде:
микробиологическое (бактерии), макробиологическое (животные и растения)
- По масштабам воздействия:
· региональное – перенос загрязняющих веществ на расстояние более 40км от техногенных и 10км от сельскохозяйственных источников загрязнения.
· глобальные – до 1000км от места возникновения.
Химическое загрязнение окружающей среды
Загрязнение атмосферного воздуха. Глобальные проблемы.
1. Загрязнение парниковыми газами :
· диоксид углерода – сжигание топлива, транспорт, дегумификация почв (разложение органических веществ почв).
· хлорфторуглероды (фреоны) – холодильные установки.
· повышение уровня мирового океана.
· изменение в течении Гольфстрим и похолодание.
· перераспределение осадков на земле, сокращение 15% летних осадков.
· нарушение циркуляции атмосферных потоков, приводящее к различным природным катаклизмам.
· массовая миграция населения в безопасные места.
· повышение уровня смертности (сердечнососудистые заболевания).
2. Разрушение озонового слоя. Катализаторы разложения озона:
· природные : хлорметан – продукт жизнедеятельности организмов в океане, OH-радикал – пары воды.
· антропогенные : оксиды азота – сжигание топлива, атомы хлора, фреоны (аэрозоли, кондиционеры).
1987г Монреальский протокол – договор о сокращении выбросов фреона в атмосферу.
для экосистем: деградация экосистем и генофонда флоры и фауны, снижение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности мирового океана.
для человека : увеличение заболеваний раком кожи, подавление иммунной системы, увеличение числа инфекционных заболеваний, потеря зрения вследствие развития катаракты.
3. Кислотные осадки – серные кислоты, образующиеся при растворении в воде диоксидов серы и азота:
· диоксид серы – сжигание органического топлива, энергетика.
· диоксид азота – энергетика, транспорт.
· ионы аммония и кальция.
2. Окисление водоемов.
3. Деградация растительности.
4. Коррозия металлов.
5. Заболевания органов дыхания.
6. Гибель животных и растений.
Мероприятия по снижению глобального потепления
Мероприятия по предотвращению сокращения озонового слоя
Мероприятия по сокращению выпадения кислотных осадков
Мероприятия по предотвращению загрязнения воздуха
· Улавливание водорастворимых газов водными и воднощелочными газами.
· Методы до сжигания.
· Методы каталитического превращения примесей с образованием безвредных и ценных продуктов.
- Снижение вредного воздействия автотранспорта:
· Введение каталитических катализаторов.
· Переход на газообразные виды топлива.
· Увеличение пропускной способности магистралей.
· Строительство магистралей вокруг населенных пунктов.
· Введение стандартов на содержание вредных веществ.
· Улучшение качества дополнительного покрытия.
Источники загрязнения воздуха в помещениях
Снижение загрязнения воздуха в помещениях
Загрязнение природных вод
Последствия загрязнения водоемов
Причины загрязнения пресных вод
Меры по предотвращению загрязнения вод
Способы восполнение недостатков пресной воды
Самоочищение – способность водной среды снижать содержание загрязняющих веществ до уровня, не представляющего угрозу для функционирования экосистемы.
Методы промышленной очистки сточных вод
Последствия воздействия на литосферу
Порядок обращения с отходами производства и потребления
Отходы – материалы и предметы от которых желает избавиться их владелец.
· остатки исходного сырья при переработке сырья в продукт.
· материалы или продукция образовавшаяся в процессе производства и частично или полностью утратившая свои потребительские свойства (брак).
· продукты переработки сырья, получение кот не являлось целью технологич. процесса.
· промышленные отходы: вышедшее из строя оборудование
· бытовые отходы: содержимое мусорных ведер.
Классы опасности воздействия отходов на окружающую среду
В соответствии с законом РФ “об отходах производства и потребления” отходы можно размещать, использовать и обезвреживать.
Размещение отходов включает в себя их хранение и захоронение на полигонах, шлакоотвалах и свалках.
Последствия для окружающей среды в местах размещения твердо-бытовых отходов (ТБО) и местах производства:
Использование отходов – применение отходов для производства товаров, выполнение работ, оказание услуг, получения энергии.
Методы переработки отходов
Обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание на специальных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду.
- Сжигание в мусоросжигательных заводах.
· Продукты сжигания содержат вредные неорганические вещества в концентрированных количествах.
· В дымовых газах содержаться пыль и вредные вещества.
· При горении расходуется кислород, тем самым нарушая баланс газа.
- Пирокинез – разложение химических соединений при высоких температурах без доступа кислорода. Не расходуется кислород, и образуются твердые вещества и коксовый газ, которые можно еще использовать.
· Выделение газов с образованием диоксидов серы и азота.