- •Одеський національний політехнічний університет
- •Хіміко-технологічний факультет
- •Кафедра технології неорганічних речовин і екології
- •Конспект лекцій
- •Вклад украинских ученых в экологию
- •1.2. Экология как естественная наука. Место экологии в конгломерате естественных наук.
- •1.3. Структура макроэкологии
- •1.4. Методы экологии
- •1.5. Характеристика научного метода
- •1.5.1. Этапы научного исследования
- •1.5.2 Техника обработки информации
- •1.5.3 Общая схема изучения экосистем
- •1.6. Проблематика экологических исследований
- •Тема 2 Свойства сложных систем
- •2.1 Биосистемы и основные принципы ее структурирования
- •2.1.1 Основные признаки живого
- •2.1.2. Образование биосистемы
- •2.1.3. Принцип эмерджентности
- •2.2. Термодинамическое поведение биосистем
- •2.2.1 Характеристика основных термодинамических параметров
- •2.2.2. Особенности проявления законов термодинамике при функционировании биосистем.
- •2.3. Теорема Пригожина
- •2.3.1. Интерпретация теоремы Пригожина.
- •2.3.2. Следствие из теоремы Пригожена
- •2.4. Общие свойства и параметры систем
- •2.3.1. Свойства сложных биосистем
- •2.4.2. Параметры системы
- •Тема 3: Организация биосферы блок I : Организация экосистемы
- •3.1.1. Структура экосистемы
- •3.1.2. Классификация экосистем
- •Лессовые экосистемы
- •Пресноводные экосистемы
- •Экосистемы мирового океана
- •Экологические явления
- •Блок II : Биоценоз и биогеоценоз
- •2.1. Определение биоценоза
- •Критерии биоценоза
- •2.2 Классификация биоценозов
- •2.3 Свойства биоценозов
- •2.4 Структура биоценозов.
- •2.4.1. Пространственная неоднородность биоценозов
- •2.4.2. Вертикальная структура биоценозов
- •2.4.3. Горизонтальная структура биоценоза
- •2.5. Биогеоценоз
- •2.5.1. Структура биогеоценоза
- •Блок III: видовое разнообразие биоценоза
- •3.1 Характеристика видового набора биоценоза (состава)
- •3.1.1 Видовой состав биоценоза
- •3.1.2 Распределение видов с помощью градиентов среды
- •3.2 Индексы видового разнообразия
- •3.1.4 Зависимость видового насыщения от условий окружающей среды
- •Видовое разнообразие
- •Трофическая структура сообщества
- •3.2.1 Трофические цепи и трофическая сеть сообщества
- •3.2.2. Закон Линдеманна (правило 10%-ов)
- •3.2.3. Пастбищные и детритные трофические цепи
- •3.2.4 Биологические пирамиды
- •Тема 4 организация биосферы
- •Структура и границы биосферы
- •Общая характеристика и определение биосферы
- •Общая структура биосферы
- •4.1.3 Свойства газовой оболочки земли
- •4.2 Гидросфера
- •4.2.1 Структура гидросферы
- •4.2.2 Экологические зоны мирового океана
- •4.3 Биогеохимические принципы Вернадского
- •4.3.1 Основные функции природных систем
- •4.5 Фотосинтез как механизм продуцирования органики
3.1.2. Классификация экосистем
Существуют экосистемы –появление ее в сфере явлений и взаимосвязей, которые обеспечивают функционирование всех ее элементов, как единого целого.
Основную классификацию предложил в 1963 г. Ф.Швердтфегер.
Все системы делятся на:
-глобальные;
-региональные;
-локальные.
Глобальные экосистемы – это биосфера. Понятие биосферы было разработано Зюссом в 1873 и Вернадским 1919-1926. современное представление о глобальной экосистеме в виде концепции экосферы разработали Федоров, Гельманов (1980).
Экосфера – это глобальная система, объединяющая все экосистемы земли. Экосфера тонкой пленкой покрывает земной шар, а ее толщина по вертикале изменяется от долей метра (в области чрезмерной бедности жизни) до 10 и 100 метров (леса секвойи и эвкалипта , сосна) и от 1 до 1000 метров в морях и океанах.
Границы экосферы уже границы биосферы Вернадского, хотя процессы жизнедеятельности организмов сосредоточены в экосфере влияния живого вещества ощущается далеко за ее пределами, поэтому биосфера Вернадского, как область существования всех прошлых экосфер простирается далеко за границы современной экосферы и охватывает по вертикали слой примерно в несколько км.
Элементарные фрагменты экосферы характеризуется двумя основными признаками:
1. устойчивость автономность, способность к самоподдержанию и обеспечению основных жизненных процессов, имеются в виде системы, в которой лежит весь цикл синтеза, и разложение органического вещества осуществляется на основе солнечной энергии.
2. невозможность присоединятся соседних фрагментов или их частей без нарушения качественной однородности данного фрагмента.
Региональные экосистемы, по сути, являются элементарными фрагментами экосферы и по сути являются экосистемы Тенели, либо биогеоценозом Сукачева.
По Сукачеву биогеоценоз – это экосистема в пределах одного фитоценоза и наконец локальная – это экосистема, которая охватывает все природные системы в пределах которых реализуются, являются, возникают связи или протекают процессы, имеющий экологический характер, однако локальная экосистема характеризуется признаком отсутствия признаков размера.
С точки зрения, характерной абиотической компоненты экосистемы делятся на:
- наземные;
- водные (морские и пресноводные).
3. Делит экосистемы на:
- моноцен;
- демоцен;
- плеоцен.
Эта классификация связана с характеристиками биотического сообщества составляющего экосистему, а так же определяется характером связи биотического сообщества с ОС.
Моноцен – этот термин разработал Фредерих в 1958 г. Моноцен – это найпростейшая система в состав которой входит один организм и его непосредственное окружение которое называется монотопом. В пределах моноцена реализуется первый цикл экологических зависимостей – акция и реакция. Сложности определения моноцена связаны со сложностями определения окружающей среды. ОС представлена как биотическими, так и абиотическими объектами. При этом выделяют функциональную среду, в этом случае учитывают те факторы, которые имеют решающие значения для данного организма или экологической системы.
Основы изучения моноцена заложил русский ученый И.М.Сеченов (1861г). Сформулировал закон «Принцип единства организма и среды».
В соответствии с этим принципом живые организмы саморегулированые долгоживущие механизмы тесно связанные с окружающими процессами обмена ВИЭ. Каждый организм для поддерживания жизнедеятельности берет из окружающей среды энергию и строительный материал, и выделяют в нее продукты своего обмена.
Таким образом связь «организм – среда» имеет четко выраженный двухсторонний характер и двойственную природу:
1. устойчивость и неразрывность: любой организм не может существовать вне среды своего обитания;
2. взаимозависимость: среда влияет на организм, а организм на среду.
Демоцен (Швердтфегер в 1963 г) – это система, которая состоит из популяции и ее среды обитания – демотопа. В границах демоцена реализуются экологические зависимости как первого так и второго цикла.
Акция, реакция коакция
1 цикл взаим. 2 цикл
Экологические исследования демоцена включают: изучение экологической структуры (половая, возрастная, иерархическая, пространственная), изучение диномической численности, характеристика энергитических потоков проходящих через популяцию, оценка ее продуктивности.
Плеоцен. Биотической компонентой плеоцена является биоценоз – сложное природное сообщество образованное взаимодействием растений, животных, микроорганизмов, это сложное сообщество вместе со средой обитания образуют плеоцен, т.е. плеоцен =биогеоценоз.
В рамках плеоцена ОС или биотоп получило название голоцена.
Плеоцен главная экологическая единица в состав которой входят все популяции, заселяющие определенное место обитания и находящихся в экологических связях.