Основы экологии

Экология - «наука о доме и его обитателях» (от греч. oikos - дом, logos - наука), т.е. об отношениях организмов между собой и  окружающей средой. Геккель в 1866 г.

По  р-рам изуч объектов э делят на аутэкологию (взаим организма и среды), популяцион э (взаим  поп и среды), синэкологию ( экосистемы и их среды) и глобальн э (биосф).

В зав  от пред изуч э делят на э микроорг-в, грибов, растений, животных, человека, с/х, промышл...

По  средам и компонентам разл э суши, пресных водоёмов, морскую, Крайнего Севера...

По  подходам - аналитическую и динамическую э.

 задачи экологии :

1.Оптимизация  решений, исходя из мин ущерба 

2. Прогнозирование  и оценка возм отриц последствий  

3. Своевр  выявл и корректир технологич  процессов, наносящих ущерб 

экологический кризис - это состояние дисбаланса между осн составл биосферы, следствием кот могут быть необр негат изменения в природе

Первопричиной экологического кризиса является господство в обществе экономики и техники и отрицание достоинства природы

необходимо  менять сознание

Признаки  кризиса:

1.истощение  природных ресурсов;

2.глобальное  загрязнение окружающей среды;

3.глобальное  изменение климата; 

4.повсеметное  исчезновение видов орг.

5.появление  новых заболеваний

стресс (антропогенные воздействия):

- острый  стресс, для которого характерно внезапное начало, быстрый подъём интенсивности и небольшая продолжительность нарушений;

- хронический  стресс, при котором нарушения  невысокой интенсивности долго  продолжаются или часто повторяются 

  Загрязнение - это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для неё физ, хим, информ биол агентов; две большие группы: природные (естественные) и антропогенные (искусственные)

Отходы:

1 отходы, содержащие новые хим вещ,

2 токсичные отходы. радиоактивные устаревшие ядохимикаты.

тепловое  загрязнение АЭС

К загрязнителям отн пестициды (ядохимикаты), мин удобр, мелиоранты, корм добавки и другие хим и биол активн препараты.

Химический  состав Земли почти не изучен. Исследована лишь верхняя часть земной коры, т.е. примерно 5% её объёма. поверхностная часть земной коры состоит наполовину из кислорода и на четверть из кремния. ионосфера, тропосфера, атмосфера, гидросфера, литосфера.

Биосфера (Вернадский) активн оболоч Земли, область распространения жизни, в которой совокупная деятельность организмов, в т.ч. человека, проявляется как геохимический фактор. В биосферу входит часть атмосферы до высоты 15-20 км; гидросфера (более 11 км),  и верхняя часть литосферы на глубину 100 - 200 м .( 4500 м в нефтеносных водах найдены микроорганизмы.)

Элем  ед биосферы является вид. Он представляет собой совокупность особей, обладающих наследственным сходством особенностей,

Популяция (от лат. populus - народ) - совокупность видов особей, которая длительно существует и занимает определенную часть территории.

Основн  характ популяции являются: плотность, численность рождаемость - смертность и возрастной состав.

Совокупность  популяций разных видов называется сообществом, или биоценозом (от греч. bios - жизнь, kainos - вместе).

Сукцессия–смена популяций.

Отдельные стадии сукцессии называют сериальными, сост окончательного равновес - климаксом. Сукцессия, которая начинается на лишенном жизни месте называется первичной, а на месте уже существовавшего, ранее сформированного сообщества – вторич

Биомасса - количество живого вещества всех групп растительных и животных организмов. Продуктивность - скорость наращивания или продуцирования биомассы.

Экосистема  ( биогеоцен) – историч сложившаяся совокупность биоценоза и абиотической среды. Таким образом, фундаментальной единицей биосферы является экосистема. Состав экосистемы представлен четырьмя элементами:

1. неживая (абиотическая) среда - вода, минеральные вещества, газы, неживые органические вещества и гумус;

2. продуценты (производители) - живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Это главным образом растения – автотрофы, - производящие в процессе фотосинтеза с помощью солнечной энергии из углекислого газа, воды и минеральных веществ органические соединения. При этом высвобождается кислород.;

3. консументы - потребители. Организмы, питающиеся только растениями, называют консументами первого порядка. Животных, питающихся только (преимущественно) мясом, называют консументами второго порядка;

4. редуценты (деструкторы, разлагатели) группы организмов, которые разлагают остатки отмерших существ, превращая их  в исходное сырье (воду, минеральные вещества, углекислый газ), которое снова используют продуценты для образования органических веществ.

Схема трофич. цепи

 автотрофные  растения ® растительноядные животные (консументы 1-го порядка) ® плотоядные животные (консументы 2-го и 3-го порядка) ® редуценты, деструкторы.

Энерг х-ки среды

Поток в-в носит циклический характер, поток энерг – однонапр; осн часть теряется в виде тепла

Источники энергии – солнце, тепловое излучение,

По  1 з-ну термод, или з-ну сохр энергии: энер может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново. 2 з-н терм, или з-н энтропии: поскольку часть энер всегда рассеив виде тепловой эн, то эффективность превращения кин энер (света) в потенц (хим соед зеленого листа) всегда меньше 100 %.

Энтропия  - мера количества связанной энергии, которая становится недоступной для использования, или мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии.

Ресурсы это все то в природе, из чего организм черпает энергию и получает необходимые условия для своей жизнедеятельности. в основном вещества, идущие на построение тел, и энергия.

 Классификация:

 по источ происхожд: биологические, минеральные и энергетические.

по  исп в качестве производств ресурсов: земельный фонд, лесной фонд, водные ресурсы, гидроэнергетические ресурсы, фауна, полезные ископаемые.

по  степени истощаем ресурсов. Неисчерпаемые - воздух, осадки, солнечная радиация, ветра,. Исчерпаемые ресурсы те, кот расх при использ человеком и в дальнейшем исчезают. Они подразд на возобн и невозобн

.Экологические факторы подразд на биологические, абиотические антропоген.

взаимодействия популяций двух видов можно представить в виде следующих комбинаций символов: 00 Нейтрализм,- -конкуренция  , + +. Протокооперация,мутуализм, + 0 комменсализм, - 0 Аменсализм, + - паразитизм, хищничество.

четыре  основные среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная и среда, образуемая самими живыми организмами.

В водной среде такие факторы, как плотность, солевой режим, сод кислорода

Наземно-воздушная среда- температура, сод кислорода, влажность, давление и свет.

Почвенная среда-среда обитания корней растений и многообразного мира как макро-, мезо-, так и микроорганизмов. факторы - влажность, газовый состав, структура, кислотность и наличие токс соед.

Живые организмы являются средой обитания для паразитов

Степень приспособл-ти характ экол валентностью. Колич она выражается диапазоном изменений среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизн-ность. Виды с низк экол вал-ю, способные выносить лишь ограниченные изменения экологических факторов, наз стенобионтами. с широкой экол вал-ю, способные заселять различные местообитания и переносить широкую амплитуду колеб факторов, наз эврибионтами.

В экологии все виды веществ делят на природные, живые, биогенные, косные, биокосные, органические, биологически активные, антропогенные и вредные.

Природное вещество - это любое хим соедин или элемент, возник в ходе естеств хим реакций и физ процессов, естественно входящие в природный круговорот веществ (озон и другие газы, соли и т.д.).

Живое вещество - это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю 2,4 - 3,6 ´ 10 ¹² т (в сухом весе).

Биогенное вещество - это хим соединение, возникшее в результате жизнедеят орг-ов или необходимое для поддержания их жизни (например, углекислый газ, кислород).

Косное  вещество - это вещество, которое образуется без участия живого вещества (изверженные горные породы).

Биокосное вещество - одновременно создаваемое живыми организмами и косными процессами.-почва.

Органическое  вещество обычно представляет собой сложное соединение углерода с другими химическими соединениями.

Биологически  активное вещество - любое вещество, которое стимулирует или подавляет процессы жизнедеятельности.-гормоны,

Антропогенным веществом называются химические соединения, которые включены в земные сферы вследствие деятельности человека.

Вредные вещ, - химическим соединениям, которые при контакте с организмом вызывают отклонения в состоянии здоровья.

Большой (геологического) и малый (биотического). круговороту воды. с континента в год испаряется 42 г/см² воды,

круговорот  диоксида углерода. В круговороте СО₂ атмосферный фонд очень невелик в сравнении с запасами углерода в океанах,  ископаемом топливе и других резервуарах земной коры. содержание СО₂ в атмосфере постоянно растет в результате новых антропогенных поступлений: сжигания горючих ископаемых, сведения лесов, сельскохозяйственного производства. кол-во превышает фиксацию его сельскохозяйственными растениями. потепление климата Земли. окись углерода (СО) и метан (CH₄), Круговорот свободного кислорода

Круговоротом  свободного О₂ в природе называется процесс его образования в рез фотосинтеза и потребления в ходе дыхания, реакций окисления, в том числе при сжигании топлива и других хим преобр. нарушении экологического равновесия в биосфере, в рез антр воздей,

Круговорот  азота в природе наибольшую опасность представляет диоксид азота – NO₂ . NO₂ взаим с водой, образуя азотную кислоту: 3NO₂ + Н₂О =2HNO₃ + NO, что является прич образ кисл дождей. вовлекается в круговорот двумя путями: растворения оксидов ( NOx) в дождевой воде и внесения их таким образом в почву, воду и океан; путем биол фиксации клубеньковыми бактериями

Круговорот  серы. оксиды серы SO₂ и SO₃ образуются в процессах сжигания топлива в котельных установках, затем вместе с дымовыми газами выбрасываются в атмосферу и являются загрязнителями окружающей среды и источником образования кислых дождей. круговорот серы начинается с автотрофных растений, которые получают ее из почвы в виде сульфатов и переводят  в органические соединения. Животные (и человек) усваивают серу уже в виде органических веществ.

Больш роль в кругов серы играют микроорганизмы - серобактерии, которые используют в качестве источника питания оксиды серы.