- •Введение
- •1. Общая экология
- •1.1. Основные представления об экологии Краткая история развития экологии
- •Структура современной экологии
- •1.2. Факторы среды и общие закономерности их действия на организм
- •1.3. Вид. Популяция. Структура и динамика популяций
- •1.4. Биоценоз и экосистема Понятие о биоценозе
- •Пищевые цепи и сети
- •Экологические системы
- •Динамика экосистем
- •Экологические сукцессии
- •Основные экосистемы Земли и их особенности
- •Травянистые экосистемы
- •Лесные экосистемы
- •Водные экосистемы
- •Экосистемы Мирового океана
- •Закономерности географического распространения экосистем
- •2. Учение о биосфере
- •2.1. Биосфера Земли
- •Структура и состав биосферы
- •Живое вещество биосферы
- •2.2. Учение о ноосфере
- •3.2. Антропогенное воздействие на атмосферу
- •3.3. Антропогенное воздействие на гидросферу
- •3.4. Антропогенное воздействие на литосферу
- •3.5. Антропогенное воздействие на биотические сообщества
- •3.6. Экстремальные воздействия на окружающую среду
- •4. Инженерные методы защиты окружающей среды
- •4.1. Защита атмосферы
- •Федеральное законодательство и охрана атмосферного воздуха
- •Экологизация технологических процессов и оптимизация размещения источников загрязнения
- •Санитарно-защитные зоны
- •Классификация систем и методов очистки газов и показатели эффективности
- •Улавливание промышленных пылей
- •Улавливание туманов
- •Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов от твёрдых частиц и аэрозолей
- •Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей
- •Государственный мониторинг и контроль за охраной атмосферного воздуха
- •4.2. Защита гидросферы
- •Федеральное законодательство и охрана водных объектов
- •Мониторинг водных объектов
- •Охрана поверхностных вод
- •Организация водоохранных зон
- •Общая характеристика сточных вод
- •Основные пути и методы очистки сточных вод
- •Методы механической очистки
- •Химические методы очистки
- •Физико-химические методы очистки сточных вод
- •Термические методы очистки сточных вод
- •Биохимические методы очистки сточных вод
- •Очистка ионизирующим излучением
- •Создание замкнутых водооборотных систем
- •4.3. Защита почвенного покрова
- •Разрушение ландшафтов
- •Почвенный покров и его экологическое значение
- •Промышленное загрязнение почв
- •Ухудшение состояния почв при их сельскохозяйственном использовании
- •Мелиорация сельскохозяйственных земель и её виды
- •Защита почв от химического загрязнения
- •Борьба с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов
- •Аварийные разливы нефтепродуктов
- •Классификация методов локализации и ликвидации загрязнений почвы нефтью и нефтепродуктами
- •Сбор разлившегося на почве нефтепродукта
- •Снижение концентрации разлитого нефтепродукта в почве до приемлемого уровня
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.4. Биоценоз и экосистема Понятие о биоценозе
Популяции разных видов в природных условиях объединяются в системы более высокого ранга – сообщества и биоценоз.
Термин биоценоз был предложен немецким зоологом Мёбиусом и обозначает организованную группу популяций растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определённого объёма пространства.
Любой биоценоз занимает определённый участок, абиотической среды. Биотоп – пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов.
Размеры биоценотический группировок организмов чрезвычайно разнообразны – от сообщества на стволе дерева или на болотной моховой кочке до биоценоза ковыльной степи. Биоценоз (сообщество) – не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними. В пределах биоценоза различают фитоценоз – устойчивое сообщество растительных организмов; зооценоз – совокупность взаимосвязанных видов животных и микробиоценоз – сообщество микроорганизмов:
Фитоценоз + Зооценоз + Микробиоценоз = Биоценоз
При этом в чистом виде ни фитоценоз, ни зооценоз, ни микробиоценоз в природе не встречаются, как и биоценоз в отрыве от биотопа.
Биоценоз формирует межвидовые связи, обеспечивающие структуру биоценоза – численность особей, распределение их в пространстве, видовой состав и тому подобное, а так же структуру пищевой сети, продуктивность и биомассу.
Наиболее важные виды взаимоотношений в биоценозе это пищевые связи, распределение в пространстве, конкуренция за место и средообразующие (формирование определённой структуры биотопа).
Основная функция биоценозов – поддержание круговорота веществ в биосфере базирующаяся на пищевых взаимоотношениях видов. По участию в биогенном круговороте веществ различают три группы организмов:
Продуценты (производители) – автотрофные организмы создающие органические вещества из неорганических (растения).
Консументы (потребители) – гетеротрофные организмы, питающиеся за счёт автотрофных. Консументы 1 порядка – растительноядные животные, паразитические бактерии и грибы, развивающиеся за счёт живых растений. Консументы 2 порядка – хищники и паразиты растительноядных организмов.
Редуценты (восстановители) – животные, питающиеся разлагающимися остатками живых организмов (сапрофаги) и особенно непаразитирующие гетеротрофные микроорганизмы, способствующие минерализации органических веществ, их переходу в усвояемые продуцентами состояние.
Все организмы являются пищей для других организмов.
Пищевые цепи и сети
Пищевая цепь – это последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой. Она представляет собой путь движущегося через живые организмы однонаправленного потока поглощённой при фотосинтезе малой части высокоэффективной солнечной энергии, поступившей на Землю. В конечном итоге эта цепь возвращается в окружающую природную среду в виде низкоэффективной тепловой энергии. По ней так же движутся питательные вещества от продуцентов к консументам и далее к редуцентам, а затем обратно к продуцентам.
Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы или первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня – консументы первого порядка (растительноядные животные)… Обычно бывает 4 или 5 трофических. Больше пяти уровней в трофической цепи бывает очень редко.
Существует два вида пищевых цепей: пастбищная (или выедания) и детритная (или разложения). Схема пастбищной цепи питания следующая: основу пищевой цепи (первый трофический уровень) составляют продуценты (зелёные растения, синтезирующие органические вещества). Следующие звенья занимают виды консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие органические вещества (растительноядные животные, питающиеся травой и хищники питающиеся травоядными). Например, растительный материал (например, нектар) – муха – паук – землеройка – сова.
Детритная цепь идёт по схеме: детрит – детритофаг – хищник (листовая подстилка леса – дождевой червь – чёрный дрозд – ястреб перепелятник).
Реальные пищевые связи намного сложнее, ибо животное может питаться организмами разных типов, входящих в одну и ту же пищевую цепь или в различные цепи, что особенно характерно для хищников (консументов) высших трофических уровней. Всеядные животные (в частности человек) питаются и консументами и продуцентами. Таким образом, в природе пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые (трофические) сети.
Первичными поставщиками энергии для всех других организмов в цепях питания являются растения. При дальнейших переходах энергии и вещества с одного трофического уровня на другой существуют определенные закономерности.
Правило 10 %. Его сформулировал Р. Линдеман (1942). С одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий её уровень (по лестнице продуцент – консумент), в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды.
Вместе с полезными веществами с одного трофического уровня на другой поступают и вредные вещества. Однако если полезное вещество при его излишке легко выводится из организма, то вредное не только плохо выводиться, но и накапливается в пищевой цепи. Это правило получило название – правила накопления токсических веществ (биотического усиления) в пищевой цепи.