Шпоры по экологии - файл n1.doc

приобрести
Шпоры по экологии
скачать (128 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc809kb.30.06.2006 14:00скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8

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 загрязнения 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. 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 гуманитарных 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. Городская 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: Экология развивалась как одна из отраслей биологии, и первоначально ее рассматривали исключительно как биологическую науку. Становление же биологии как науки о живых организмах началось еще в Древней Греции и Риме. В трудах античных философов Аристотеля, Галена, Гиппократа значительное внимание уделяется живой природе и описанию животных и растений в окружающем их мире. Именно эти описания положили начало ботаники и зоологии. Впоследствии наблюдение и описание человека дало толчок развитию анатомии. Экологический аспект в их работах прослеживается в описании поведения животных и жизнедеятельности растений в разных климатических и географических условиях.

Развитие экологии в России. В России развитие экологии как научной дисциплины активно шло с конца 18 века. К числу первых русских ученых экологов относят А.Т. Болотова ,работавшего в области агрономии. Н.И. Вавилова, занимавшегося исследованием законов наследственной изменчивости организмов. Кроме этого, Н.И. Вавилов на рубеже 19-20-ых веков создал концепции линнеевского ряда как системы.

К этому же времени относятся открытия В.И. Вернандского, который разработал учение о биосфере как об одной из геологических оболочек Земли, и показал геологическую роль живых организмов в формировании естественных геологических оболочек планеты.

На современном этапе развития экологии огромное значение имеет не только сама биология, но и множество научных дисциплин , развившихся и сформировавшихся на стыке нескольких наук , например, на стыке биологии и экологии. К их числу относятся экология растений, экология животных, экология микроорганизмов. Предметом экологического изучения этих дисциплин становятся царства животных и растений и их взаимосвязь со средой обитания. К этим научным дисциплинам примыкают экология человека, экология суши, экология моря и т.д. Эти и подобные им направления экологии рассматривают особенности конкретных географических, климатических зон, поясов, ландшафтов и связанные с ними особенности распространения живых организмов.

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.

Труды первых ученых естествоиспытателей. Аристотель (384-322 до н.э.), Теораст (371-280 до н.э.), Плиний (79-23 до н.э.).

I этап. до 60-х XIX зарождение и становление как науки. К.Линней 1749 «Экономия природы» типология мест обитания. Ж.Бюффон 1749 «естественная история» изменения видов под влиянием среды. Ламарк 1802 термин биология; Ю.Либих 1840 – Закон min.

II этап. после 60-х оформление экология в собств отрасль знаний.

Ч.Дарвин 1859 «происхождение видов» приспособление и взотн видов.

Зюсс 1875 термин биосф. Мебиус 1877 термин биоценоз – сообщество жив. орг. Шелфорд 1911 з-н толерантности. Высоцкий экотип. В.И.Вернадский биосф. Тенсли 1935 экосистема. Сукачев 1942 основы биогеоценологии, понятие биогеоценоз.

III этап. 50-е XX. наст. превр. в науку. Б.Коммонер 4 з-на экология Герасимов, Лосева, Горшкова, Розанов, Моисеев, Яблоков и др.
3.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.

Законы Коммонера: «Все связанно со всем» (близок по смыслу к закону внутреннего динамического равновесия, это положение об экосистемах и био­сфере) , «Все должно куда-то деваться» (это положение о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и о последующем захоронении этих отходов), «Природа знает лучше» (предостерегает нас от самоуверенности), «Ничто не дается даром» (за все надо надо платить)-этот закон снова затрагивает проблемы, которые обобщают закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития естественной системы, по этому закону Б.Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем у нее, иначе катастрофа с течением времени неминуема. Согласно этим законам, глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может явиться объектом всеобщего улучшения; все, что может быть извлечено из глобальной экосистемы человеческим трудом, должно быть возмещено.

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)

метаболизм (3) гомеостаз (способность к самовозобновлению, постоянство внутренней среды организма)

Обмен веществ в организме – МЕТАБОЛИЗМ. Протекает только при участие ферментов (биологических катализаторов), которые регулируют процессы метаболизма. В этом им помогают витамины, вещества, необходимые для обмена веществ всем живым организмам от бактерий до человека. Для метаболизма необходимы гармоны (координаторы метаболизма). ОНТОГЕНЕЗ – путь организма от зарождения до конца жизни. ФИЛОГЕНЕЗ – историческое развитие организма. Биогенетический ЗАКОН ГЕККУЛЕ: ортогенез организма – есть краткое и сжатое повторение его филогенеза. Всего на Земле 2,3 триллиона видов живых организмов.

5. Экосистема– основное понятие экологии. Эмерджентность экосистем.

Экосистема- единый естественный комплекс, образованный за длинный период живыми организмами и средой, в которой они существуют, и где все компоненты тесно связаны обменом веществ и энергии. Выделяют микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото), мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище), макроэкосистемы (континент, океан). Глобальной экосистемой является биосфера нашей планеты.

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. Эмерджентность возникает как в результате взаимодействия компонентов, а не как суммирование.

6. Наземные и водные экосистемы. Типы экосистем.

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.
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).

7. 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 занова. 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

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.

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.
  1   2   3   4   5   6   7   8


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации