Лекции по экологии

Лекции по экологии

 
 
Предмет и задачи экологии. 
 
Существование человека неразрывно связано с определенными условиями среды (температура, влажность, состав воздуха, качество воды, состав пищи и другие).  
 
Эти требования вырабатывались в течение многих тысячелетий существования человека.  
Понятно, что при резком изменении этих факторов или отклонении от нормы, требуемой организму, возможны нарушение обмена веществ и как крайний случай - несовместимость с жизнью человека.  
Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействие человека.  
Все это и является предметом экологии.  
 
 
Термин "экология" предложен в 1869 г.  
Э.  
Геккелем (немецкий естествоиспытатель). От греческого "ойкос"-дом, - наука.  
 
 
Как научная дисциплина экология имеет более чем вековую историю.  
Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г.  
Основы экологии можно найти в научных трудах ученых прошлого века (Гумбольт, Ламарк, Северцев и др.).  
В развитие экологии значительный вклад внесли русские ученые Вавилов, Сукачев, Павловский, Шварц, Колесников и др.  
Особая заслуга принадлежит В.  
И. Вернадскому.В современном понимании экология   - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Кроме того    экология   классифицируется по конкретным объектам и средам исследования  (рис.1) Выделяют экологию человека, животных, растений и микроорганизмов.  
В свою очередь эти группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве или атмосфере, в земных условиях или космических.  
Живые организмы обитают в условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных, измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно учитывать загрязненность или незагрязненность среды. Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология), использует их методы и термины.  
В связи с этим появились в последние годы понятия"географическая экология",    "химическая экология",   "математическая экология", "космическая экология", и "экология человека".  
Взаимоотношениями человека и машины в условиях промышленных предприятий занимается охрана труда. Задачи экологии как учебной дисциплины в техническом    вузе   гораздо уже.    В   процессе профессиональной деятельности будущий специалист инженер неизбежно будет влиять на окружающую среду и живущие в ней живые организмы.  
Следовательно, от того, насколько он понимает и владеет законами природы и ее структурой,   будет зависеть устранение негативных последствий производства, в котором он работает. Таким образом , задачи экологии применительно к деятельности инженера промышленного производства или проектно-конструкторского   предприятия  могут быть следующие: 1)      Оптимизация технологических, и конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде. 2)      Прогнозирование и оценка   возможных отрицательных   последствий действующих  и проектируемых    предприятий на окружающую среду. 3)      Своевременное выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде. 4)      Создание систем переработки отходов промышленности. Рис.1 Учение Вернадского о биосфере. Перед   современным  обществом  стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем.  
Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является учение о биосфере Земли. Биосфера (био - жизнь) - часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих поверхность ' суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу.  Таким образом, биосфера включает в себя: 1) Живые организмы (растения,  животные, микроорганизмы). 2) Тропосфера (нижний слой атмосферы). 3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.). 4) Литосфера (верхняя часть земной коры). Возраст   биосферы приблизительно 4млрд. лет.  
Термин "биосфера" введен в 1875 г.  
австрийским геологом Зюссом.  
Основоположник современного учения - русский ученый Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945 гг.). Суть этого учения: биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов. Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой  и неживой  природы. Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов (рис.2).        Элементы неживой природы       Атмосфера                    Гидросфера                             Живые организмы                          Литосфера                                       Биосфера Рис.  
2 Схема строения биосферы Верхняя граница - озоновый слой 20000 Стратосфера 10000                            Эверест (8848 м)                       почва Тропосфера Литосфера Гидросфера Филиппинская впадина (10830 м)                        Нефтяные воды                  (присутствие бактерий )   3000   Нижняя граница Рис.3 Нижняя часть биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница - озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь.  
Толщина - несколько мм.  
Основой органической жизни является углерод (С). Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из и     под действием солнечного света.  
В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд.  
тонн органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии. Вернадский выделяет в биосфере  глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей: 1) Живое вещество - живые организмы. 2)     Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.). 3) Косное вещество - горные породы (минералы, глины...). 4) Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). 5) Радиоактивные    вещества,   получающиеся в результате   распада радиоактивных   элементов (радий, уран, торий и т.д.). 6) Рассеянные    атомы   (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии. 7) Вещество    космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны. Живое вещество - это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере. Таблица    биомассы   организмов Земли. Среда Организмы Масса, 1012 т % Суша Растения 2,4 99,04 Животные 0,02 0,825 Океаны Растения 0,0002 0,008 Животные 0,003 0,124 Суммарный Общая биомасса 2,4232 100 Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров.  
В настоящее время на Земле существует более 2 млн.  
организмов , из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн.  
насекомых). В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа : 1)     Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно.  
Возраст человечества примерно 1,5 млн.  
лет). 2)     Биотехносфера Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы.  
Человеческое общество - это один из этапов развития жизни на   Земле.  Деятельность  человека   следует рассматривать как составную часть биосферы.  
Техника - это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос - каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем , какими средствами избежать необратимых    последствий в природе.  
Предотвратить изменения невозможно.  
Очевидно , что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так , чтобы они были взаимовыгодны. 3) Ноосфера - сфера разума. Это понятие ввел французский математик и философ Ле- Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г.  
Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития.  
В    ноосфере   человек становится    крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни.  
Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может.  
Его существование - есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет. Классификация экологических факторов. С экологических позиций среда - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых ли косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов. Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы.  
В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями. Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории: 1) Факторы неживой природы (абиотические) 2) Факторы живой природы (биотические) Абиотические: • климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха) • почвенные    (   состав, влагоемкость,    плотность, воздухопроницаемость) • орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона) • химические (составы газового воздуха , солевой состав воды, кислотность) Биотические: • фитогенные (растения) • зоогенные (животные) • микробиогенные (вирусы, бактерии) • антропогенные (деятельность человека). Абиотические факторы наземной среды. 1) Лучистая энергия солнца. Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза). Количество энергии у поверхности Земли -21*10  кДж (солнечная постоянная) - на экваторе.  
Уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза.  
Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня, прозрачности атмосферного воздуха (чем больше пыли, тем меньше солнечной энергии).  
На  основе   радиационного режима   выделяют климатические пояса (тундра, леса, пустыни и т.  
д.) (солнечная радиация). 2) Освещение. Определяется    годовой   суммарной солнечной радиацией,    географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т.  
д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются на: • светолюбивые - растения открытых, хорошо освещаемых мест. • тенелюбивые - нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник). • тепловыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение.  
Легко подстраиваются под световой режим. Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве.  
Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз.  
У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная.  
У постоянных обитателей пещер может отсутствовать.  
Гремучие змеи видят ИК часть спектра, поэтому охотятся ночью. 3) Температура:   Один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы. Температура      непосредственно влияет     на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях.  
Особенно заметное влияние оказывает t  на фотосинтез,    обмен   веществ, потребление    пищи, двигательную активность и размножение.  
Например, у картофеля максимальная продуктивность фотосинтеза при +20°С, а при t = 48°С полностью прекращается. В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся: • Организмы, t   тела= t  окр.  
среды, т.е.  
меняется в зависимости от t   окр.  
среды, нет механизма терморегуляции (эффективного) (растения, рыбы, рептилии...).  
Растения понижают t  за счет интенсивного    испарения,   при достаточном снабжении водой в пустыне - уменьшается t  листьев на 15°С. • Организмы с постоянной t  тела (млекопитающие, птицы), более высокий уровень обмена веществ.  
Существует теплоизоляционный слой (мех, перья, жир), t =36-40°C. • Организмы с постоянной t  (еж, барсук, медведь), период активности - const t  тела, зимняя спячка -значительно уменьшается (низкие потери энергии). Также выделяют организмы, способные переносить колебания   t0  в  широких   пределах  (лишайники, млекопитающие,    северные   птицы) и    организмы, существующие     только    при    определенных     t0 (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов). 4) Влажность атмосферного воздуха. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50  всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от t   воздуха. 5) Атмосферные осадки. Это дождь, снег, град и т.д.  
Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде.  
В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, т.к.  
объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год.  
Основными условиями возникновения осадков являются: t  воздуха, движение воздуха, рельеф. Существуют следующие зоны в распределении осадков по земной поверхности: • Влажная экваториальная. Осадков более 2000 мм/год, например, бассейны рек Амазонка, Конго. Максимальное количество осадков - 11684 мм/год - о.  
Кауан (Гавайские о-ва), 350 дней в году дождь.  
Здесь располагаются влажные экваториальные леса - самый богатый тип растительности (более 50 тысяч видов). • Сухая зона тропического пояса. Осадков менее 200 мм/год.  
Пустыня Сахара и т.д.  
Минимальное количество осадков - 0,8 мм/год -пустыня Атакама (Чили, Южная Америка). • Влажная зона умеренных широт.  
Осадков более 500 мм/год.  
Лесная зона Европы и Северная Америка, Сибирь. • Полярная область. Незначительное количество осадков до 250 мм/год (низкая t   воздуха, низкое испарение).  
Арктические пустыни с бедной растительностью. 6) Газовый состав атмосферы.  Состав ее практически постоянен и включает: N -78%, 0 - 20,9%, СО , аргон и другие газы, частицы воды, пыль. 7) Движение воздушных масс (ветер). Максимальная скорость ветра примерно 400 км/час - ураган (штат Нью-Гемпшир, США). Ветровой напор - направление ветра в сторону меньшего давления. Ветер переносит примеси в атмосфере. 8) Давление атмосферы. 760 мм ртутного столба или 10  кПа. Абиотические факторы почвенного покрова. Почва - это поверхностный слой земной коры, который  образуется   и  развивается  в   результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой. Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е.  
способность обеспечивать рост и развитие растений.  
Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов.  
Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы. Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы  (воздух- О , СО ),      растения,      животные, микроорганизмы, гумус. Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах. 1 см почвы образуется примерно за 100 лет.  
Типы почв: 1.  
Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %) 2.  
Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %). 3.  
Черноземы (степь, гумус до 10 %). 4.  
Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%). 5.  
Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1- 1,5%). 6.  
    Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %). Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы.  
Главный источник питания растений.  
В гумусе также накапливаются микроэлементы.  
В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения. Физические свойства: 1.  
Механический   состав  -  содержание   частиц различного диаметра. 2.  
Плотность. 3.  
Теплоемкость, теплопроводность. 4.  
Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины - влагопроницаемость). 5.  
Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы). Химические свойства: 1.  
Химический состав: ?       до 50 % SiO - кремнезем ?       до 25 % Al O   - глинозем ?       до 10 %- оксиды Fe ?       остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д.          2.  
Кислотность 3.  
Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы         и т.д.)                     Влияние кислотности на растения: • Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи • Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений • На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь...) • Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная) Абиотические факторы водной среды. Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т.  
д.  
Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь - 1350 млн.  
кв.  
км -океаны, 35 млн.  
кв.  
км - пресные воды. Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов. Физические свойства: 1.  
Плотность. Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер.  
Плотность воды также обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм (планктон). 2.  
Температура.       Изменение t° в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные).       Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды.  
Например, колебания t° верхних слоев океана -10-15°С, более глубокие слой 3 -4°С. 3.  
Световой режим. Играет важную роль в распределении водных организмов.  
Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до 40 м, если прозрачность воды велика, то и до 200 м.  
У Багамских островов обнаружены водоросли на глубине 265 м, а туда доходит всего 5*10-6 солнечной радиации. С глубиной меняется и окраска животных.  
Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели мелководной части океана.  
В глубоководной зоне распространена красная окраска, здесь она воспринимается, как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов.  
В наиболее глубоководных районах Мирового океана в качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминесценция). 4.  
Подвижность - постоянное перемещение водных масс в пространстве. 5.  
Прозрачность. Зависит от содержания взвешенных частиц.  
Самое чистое - море Уэддела в Антарктиде, видимость 80м (прозрачность дистиллированной воды). Химические свойства: 1.Соленость воды - содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В  океане 35 г/л солей.  
Черное море - 19 г/л. Пресноводные виды не могут обитать в морях, а морские - в реках.  
Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки. 2.  
Количество растворенного О  и СО .   О  - для дыхания. 3.  
Кислая, нейтральная, щелочная среда. Все обитатели приспособились к определенным кислотно- щелочным условиям.   Их  изменение  в результате загрязнения может привести к гибели организмов. Биотические факторы. Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности   одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу. Классификация биотических взаимодействий: 1.   Нейтрализм - ни одна популяция не влияет на другую. 2.   Конкуренция - это использование ресурсов (пищи,    воды,   света, пространства) одним    организмом, который   тем   самым    уменьшает доступность этого ресурса ддя другого организма. Конкуренция бывает внутривидовая и межвидовая.  
Если численность    популяции   невелика, то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии.  
При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции. Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается на их росте и выживаемости. При завозе в Британию из Северной Америки каролинской белки уменьшилась численность обыкновенной белки, т.к.  
каролинская белка оказалась более конкурентоспособной. Конкуренция бывает прямая и косвенная. Прямая -           это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающейся в прямых столкновениях.  
При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и т.д.) Косвенная -     между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии.  
Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип.  
Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня непригодного для кустарников.  
А высокой кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света. 3.  
Паразитизм - один организм (паразит) живёт за счёт питания тканями или соками другого организма (хозяина), тесно связан в своём жизненном цикле.  
Паразитов различают по месту обитания: • находятся на поверхности хозяина.  
Блохи, вши, клещи - животные.  
Тля, мучнистая роса - растения.  
У паразита имеются специальные приспособления (крючки, присоски и т.п.) • внутри хозяина. Вирусы, бактерии, примитивные грибы - растения.  
Глисты - животные.  
Высокая плодовитость.  
Не приводят к гибели хозяина, но угнетают процессы жизнедеятельности 4.  
Хищничество - поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником). Хищники могут поедать травоядных животных, и также слабых хищников. Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную. Хищники часто нападают на слабые жертвы.  
Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает. Поддерживается экологическое равновесие между популяциями жертва-хищник. 5.  
Симбиоз - сожительство двух организмов разных видов при котором организмы приносят друг другу пользу.  
По степени партнерства симбиоз бывает: Комменсализм - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда.  
Рак - актиния.  
Актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи. Мутуализм - оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга.  
Лишайник - гриб + водоросль.  
Гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его. В естественных условиях один вид не приведёт к уничтожению другого вида. Экосистема. Экосистема - это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Термин предложен в 1935 году английским экологом Тексли.  
Самая большая экосистема - биосфера Земли, далее по уменьшению: суша, океан, тундра, тайга, лес, озеро, пень от дерева, горшок с цветами. 1.  
Экосистема океана. Одна из самых больших экосистем (94 % гидросферы).  
Жизненная среда океана непрерывна, в ней отсутствуют границы, препятствующие расселению живых организмов (на суше   граница - океан между материками, на материке - реки, горы и т.п.).  
В океане вода находится в постоянном движении.  
Существуют горизонтальные и вертикальные течения.  
В воде растворено - 48-10   т солей. Эти физико-химические особенности создают благоприятные условия для образования и развития разнообразных организмов.  
В океане насчитывается: • 160 000 видов животных (80 тыс.  
моллюсков, 20 тыс.  
ракообразных, 16 тыс. рыб, 15 тыс.  
простейших). • 10 000 видов растений.  
В основном различные виды водорослей. Однако органическая жизнь распределяется по горизонтали и вертикали неравномерно.  
В зависимости от а биотических факторов (световой режим, t, солёность и т.д.) океан подразделяют на несколько зон.  *         В зависимости от освещения: • верхняя освещаемая - до 200 м (эвфотическая) • нижняя, лишённая света - свыше 200 м (афотическая) *          Экосистема океана также делится на: • толща воды (пелагиаль) • дно (бенталь) *         В зависимости от глубины: • до 200 м (литоральная зона) • до 2500 м (батиальная зона) • до 6000 м (абиссальная зона) • более 6000 м (ультраабиссальная зона) В открытом океане по сравнению с прибрежной зоной пища менее сконцентрирована, поэтому здесь разнообразны активно плавающие организмы (рыбы, кальмары, акулы, киты и т.д.). Пищевая цепь: фитопланктон - зоопланктон - планктоноядные рыбы - хищные рыбы - детритофаги (бактерии, которые живут в основном на дне). 2.  
Прибрежная зона. Прибрежная зона имеет оптимальные условия для жизни по сравнению с открытым океаном (свет, t, достаточное количество питательных веществ и др.) - поэтому здесь наблюдается максимальное видовое разнообразие флоры и фауны (до 80 %).  
Пищевая цепь: аналогично п.  
1. 3.  
    Глубоководная рифтовая зона океана. Открыта в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана к северо-востоку от Галапагосских островов.  
Здесь на глубине 2600 м существуют «оазисы жизни» - гигантские черви (до 1,5 м), крупные белые моллюски, креветки, крабы, отдельные виды рыб. Поражает очень высокая плотность биомассы -до 15 кг/м , в других местах на такой же глубине - до 0,01 кг/м   (в 1500 раз больше). Глубоководная зона характеризуется полной темнотой, огромным давлением. Адаптация - редукция плавательного пузыря, органов зрения, развитие органов свечения и т.п. Рифтовая зона - кроме полной темноты, высокое содержание сероводорода и ядовитых металлов, имеются выходы термальных источников.  
Аналогичные участки встречаются в других районах океана. В данной экосистеме серные бактерии играют роль растений, используя вместо солнечного света сероводород и соединения серы (хемосинтез). Серобактерии - первое звено в пищевой цепи, далее - погонофоры, внутри тела которых обитают бактерии, перерабатывающие сероводород и поставляющие организму необходимые питательные вещества.  
Также в симбиозе с серобактериями существуют моллюски. 4.  
Пресноводная экосистема.  
Например: пруд. Пищевая цепь: зелёные растения (кувшинки, кубышка, тростник), водоросли    фитопланктона     -    зоопланктон    (ракообразные) растительноядные рыбы - хищные рыбы (карп) - хищные рыбы (щука). 5.  
Экосистема пустыни.  
Осадки менее 250 мм/год Распространение: Африка (Сахара), Ближний Восток, Центральная Азия, юго-запад США и т.д.  
Климат: очень сухой, жаркие дни, холодные ночи Бывают:         -песчаные (Кара-Кум)                                      -тропические         -каменистые (Сахара)                                       -умеренные         -глинистые (Гоби)                                             -арктические Растительность: редкостойный кустарник, кактусы, низкие травы, быстро покрывающие землю цветущим ковром после дождей.  
У растений обширная поверхностная корневая система, перехватывающая влагу редких осадков, или стержневые корни, проникающие до грунтовых вод (30 м.  
и более). Животный мир; разнообразные грызуны (суслик, тушканчик), ящерицы, змеи, орлы, грифы, много мелких птиц, насекомые.  
Особенности: занимают 1/3 поверхности и площадь их возрастает. 6.  
Саванны. Осадки - 750 - 1650 мм/год, главным образом во время сезонных дождей. Распространение - субэкватриальная Африка, Южная Америка, юг Индии. Климат - сухой, жаркий, большую часть года обильные дожди в течении влажного сезона. Растительность - трава с редкими листопадными деревьями (акация, кактусы). Животный мир - крупные растительноядные животные - зебры, антилопы, жирафы, хищники - львы, леопарды, гепарды, термиты (детритофаги). 7.  
Степи.  
Осадки - 250 - 750 мм/год Распространение - центр Северной Америки, Россия, отдельные районы Африки, Австралии. Климат - сезонный.  
Лето - от умеренно тёплого до жаркого.  
Зима -t<0 C. Растительность - травы (до 2 м.  
в Северной Америке или <0,5 м.  
в России) отдельные деревья, кустарники Животный мир - крупные травоядные - бизоны, антилопы, дикие лошади, кенгуру) жирант , зебры, хищники - львы , леопарды, гепарды, гиены, птицы, мелкие роющие млекопитающие - кролик, суслик. Особенности - большинство степей превращено в с/х поля -кукуруза, пшеница, соя, пастбища - овцы, рогатый скот. 8.  
Тропические влажные леса.  
Осадки - более 2400 мм/год, почти каждый день дождь. Распространение - север Южной Америки, Центральная Америки, экваториальная Африка, юго-восточная Азия. Климат - без смены сезонов, среднегодовая температура приблизительно равна 28  С. Растительность - Самая большая по разнообразию видов и биомассе растений экосистема.    Леса с деревьями до 60м. и выше (красное дерево, шерстяное, шоколадное, бальзовое, леопардовое дерево, сандал).  
На стволах, ветвях - лианы. Животный мир - очень разнообразен.  
Обезьяны, змеи, ящерицы, белки-летяги, лягушки, пауки, муравьи, попугаи, колибри, насекомые (много). Особенности - почвы бедные, большая часть питательных веществ содержится в биомассе поверхностно укоренённой растительности. 9.  
Лиственные леса. Осадки - 750 -2000 мм/год. Распространение - восток Северной Америки, Европа, Россия.  
Климат - сезонный. Зимние t<0, хотя не ниже -12  С. Растительность    -   листопадные деревья.    Характеризуются многоярусностью.  
Деревья - дуб, липа, клён, ясень ... Кустарники, травы, мхи, лишайники. Животный мир - олень, косуля, кабан, заяц, ёж, волк, лиса, рысь.  
Птицы - тетерев, глухарь,рябчик, дрозд, дятел, синица, сова, сокол В почве - кроты, землеройки, черви ,нематоды, клещи... Особенность - адаптация к сезонному климату - сброс листьев, зимняя спячка, миграция в    тёплые страны. 10.  
Тайга.  
Осадки - 250 - 750 мм/год. Распространение - северные районы Северной Америки, Европы, Азии. Климат - сезонный. Долгая холодная зима, много осадков в виде снега (сохраняет тепло в почве). Растительность - вечнозелёные хвойные - кедр, сосна, ель, пихта, лиственница.  Животный мир - травоядные - лось, олень, заяц, белка, грызуны.  
Хищники - рысь, волк, лиса, медведь, норка, росомаха.  
Множество птиц - рябчик, глухарь, дятел ...  
Кровососущие - 40 видов мошек. Особенности - много озёр и болот, толстая подстилка из хвои. 11.  
   Тундра.  Осадки - менее 250 мм/год. Распространение - север Евразии и Северной Америки.   Климат - сезонный.  
Очень холодная длинная зима (полярная ночь). Среднегодовая        температура ниже -15 С.  
Летом вечная мерзлота оттаивает всего на метр. Растительность - мхи, лишайники, травы, низкорослые кустарники (адаптация - холодостойкость), голубика, морошка, брусника. Животный мир - мелкие млекопитающие сурки, суслики, лемминги.  
Хищники - песец, горностай, волк, сова.  
Северный олень, зайцы.  
Множество птиц - гуси, куропатки, утки, кулики.  
Комары, оводы, пауки.   Особенности - болотистые почвы. Все экосистемы взаимосвязаны и взаимозависимы. Люди со своими культурными растениями и домашними животными образуют экосистему человека, которая взаимодействует со всеми другими экосистемами планеты.. Биотическая структура экосистемы. Несмотря на громадное разнообразие экосистем - от тропических лесов до пустынь, леса, болота, озера, по мнению экологов им свойственна одинаковая биотическая структура.  
Все экосистемы включают  одни и те   же  основные   категории  организмов, взаимодействующих друг с другом, стереотипным образом.  
Это следующие категории: зелёные растения, консументы, детритофаги. 1.  
Зелёные растения. Это в основном зеленые растения (одноклеточные водоросли, травы, деревья, и т.д.). Фотосинтез - это химическая реакция, протекающая при участии хлорофилла клетки зеленых растений за счет солнечной энергии.  
СО2 из воздуха, Н2О из почвы и солнечная энергия - получается глюкоза ( простейший из Сахаров) и О . Фотосинтез идет в каждой клетке зеленых листьев.               6СO2+6 Н2O + Q = C6H12O6+6O6 О2 выделяется в атмосферу.  
Из глюкозы и минеральных элементов из почвы растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав организма (белки, жиры, углеводы, ДНК и т.д.).                                                                                                                       О Т.о.  
растения продуцируют сложные органические соединения из простых неорганических (СO , Н О).  
При этом солнечная энергия накапливается в органических соединениях наряду с химическими элементами. 2.  
Консументы. Животные питаются органическими веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела.  
Т.е.  
зелёные растения продуцируют пищу для других организмов экосистемы.  
К консументам относятся рыбы, птицы, млекопитающие ...  
и человек.  
уровням Животные, питающиеся непосредственно растениями, называются первичными консументами (растительноядные).  
Их самих употребляют в пищу вторичные консументы (хищники).  
Бывают консументы третьего, четвёртого и более высоких порядков.  
Заяц ест морковь - первичный консумент, лиса, съевшая зайца - вторичный консумент.  
Человек - ест овощи - первичный консумент, а мясо - вторичный, хищную рыбу (щуку) - третьего порядка.  
Т.е.  
организм может соответствовать различным и называется- всеядный. 3.  
Детритофаги. Это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками (опавшие листья, фекали, мёртвые животные - это называется детрит). Это грифы, гиены, черви, раки, термиты, муравьи, грибы, бактерии и т.д.  
Их главная роль - питаясь мёртвой органикой детритофаги разлагают её.  
Отмирая, сами становятся частью детрита. Некоторые организмы не укладываются в эту схему.  
Например: насекомоядные растения.  
Они улавливают насекомых, частично переваривают их с помощью ферментов и органических кислот, в результате чего восполняют недостаток азота и других питательных веществ.  
В России - 20 видов (венерика мухоловка, саррацения, росянка).  
Обитают в местах с недостатком N, Р, К (болота - очень бедны питательными веществами). Пищевая сеть. Трофические уровни. При изучении биотической структуры экосистемы становится очевидным, что одно из важнейших взаимоотношений между организмами - это пищевое.  
Можно проследить бесчисленные пути движения вещества в экосистеме, при котором один организм поедается другим, а тот - третьим и т.д. Пищевая цепь - это путь движения вещества (источник энергии и строительный материал) в экосистеме от одного организма к другому. Растение   корова Растение   корова  человек Растение    кузнечик  мышь  лиса орёл Растение    жук  лягушка змея    птица        обозначает направление движения. В природе пищевые цепи редко изолированы друг от друга.  
Гораздо чаще представители одного вида (растительноядные) питаются несколькими видами растений, а сами служат пищей для нескольких видов хищников.  
Перенос вредных веществ в экосистеме. Пищевая сеть - это сложная сеть пищевых взаимоотношений.