- •Міністерство освіти і науки україни
- •Модуль 1
- •Гуманітарні науки політологіясоціологіяпсихологіясоціоекологія………………..Ієрархія наук
- •Філософія
- •Параграф 1.2 Історія сучасних взаємовідносин людини й природного середовища. Екологія і практична діяльність людини. Життєвий простір. Екологічні основи раціонального природокористування.
- •Параграф 1.3 Роль курсу загальної екології в інженерному інституті. Коло екологічних питань, які повинен знати майбутній інженер-будівельник.
- •Екосистеми, їх структура та властивості
- •Параграф 2.1
- •Концепція екосистеми, її компоненти. Критерії виділення екосистем. Склад екосистеми та закони формування її структури. Структура просторово-часової різноманітності екосистем
- •Біотичні компоненти екосистеми
- •Параграф 2.3 Антропогенні екосистеми. Екосистема сучасного міста. Вплив урбанізації на природу. Архітектурно-містобудівні аспекти будівельної екології.Основні принципи урбоекології
- •Экологічні фактори
- •Параграф 3.1
- •Параграф 3.3. Антропогенні фактори. Вплив виробничої діяльності людини на біосферу. Основні антропогенні фактори, що виникають внаслідок будівництва міст.
- •Тема 4.
- •Енергія в екологічних системах.
- •Параграф 4.1
- •Фундаментальні закони перетворення енергії. Перетворення енергії в живих об’єктах.Форми і якість енергії. Потоки енергії в екосистемах
- •Параграф 4.2 Концепція продуктивності. Харчові ланцюги. Біоенергетична модель екосистеми.
- •Параграф 4.3 Енергетика та навколишнє середовище. Індустріально-міські екосистеми. Альтернативні джерела енергії. Використання відновних джерел енергії в екологічно чистих будинках.
- •Тема 5.
- •Потоки речовини в екосистемах.
- •Параграф 5.1.
- •Параграф 5.2. Обмінний та резервний фонд. Осадовий цикл. Довершеність біогеохімічних кругообігів. Їх саморегуляція. Приклади біогеохімічних кругообігів.
- •Приклади найважливіших біогеохімічних кругообігів
- •Параграф 5.3 Роль людини в перетворенні циклічних процесів в ациклічні. Шляхи замкнення ациклічних процесів в будівельній промисловості.
- •Модуль 2.
- •Параграф 6.2. Природні ресурси. Вичерпні та невичерпні ресурси. Основні приклади природних ресурсів.
- •Вичерпні
- •Невідновлені
- •Параграф 6.3. Ресурсний цикл як антропогенний кругообіг речовини.Раціональне використання ресурсів. Безвідходні технології. Основні види відходів і їх утилізація.
- •Параграф 7.2 Еволюція живої речовини. Поява людини. Цивілізація і біосфера. Екологічні проблеми та демографія.
- •Параграф 7.3. Антропогенні зміни в середовищі. Ноосфера. Способи збереження і розвитку живої природи при будівництві. Основи біопозитивності і екологічна психологія.
- •Тема 8.
- •Параграф 8.3. Контроль і управління якістю природного середовища. Природоохоронна відповідальність. Еколого-економічний моніторинг і управління якістю середовища. Оцінка стану середовища.
- •Прикладні та технологічні аспекти екології
- •Параграф 9.1.
- •Екологічні наслідки забруднення атмосфери. Природні та антропогенні чинники забруднення атмосферного повітря. Класифікація, фізико-хімічні властивості основних забруднювачив атмосфери.
- •Параграф 9.3. Санітарно-гігієнічне нормування. Гігієнічні нормативи. Нормування забруднюючих речовин у повітрі, воді, грунті.
- •058. Екологія – це наука про взаємовідношення між живими організмами і середовищем їх мешкання.
- •061. Епоха відродження
Екосистеми, їх структура та властивості
Параграф 2.1
Концепція екосистеми, її компоненти. Критерії виділення екосистем. Склад екосистеми та закони формування її структури. Структура просторово-часової різноманітності екосистем
Термін “екосистема” був запропонований та введений в екологію англійським ботаніком А.Тенслі в 1935 році. Поняття екосистеми не обмежується будь-якими ознаками рангу, розміру, складності чи походження. Тому його можна використовувати стосовно як до відносно простих штучних (акваріум, теплиця, космічний корабель, тощо), так і до складних природних комплексів організмів і середовища їх мешкання (озеро, ліс, океан, тощо). Розрізняють водні та наземні екосистеми. Усі вони утворюють на поверхні планети густу строкату мозаїку. При цьому в одній природній зоні зустрічається багато схожих екосистем – або об’єднаних в однорідні комплекси. або розділених іншими екосистемами. Наприклад, ділянки листвяних лісів , розділених хвойними лісами, або болота посеред лісів. В кожній локальній наземній екосистемі є абіотичний компонент – біотоп або екотоп – ділянка з однаковими ландшафтними, кліматичними, грунтовими умовами; та біотичний компонент – біоценоз – сукупність усіх живих організмів, що мешкають в данному біотопі. Біотоп є загальним місцеобитанням для всіх членів біоценозу.
Біоценози складаються з представників багатьох видів рослин, тварин і мікроорганізмів. Практично кожний вид в біоценозі наведений багатьма особами різного полу та віку. Вони утворюють популяцію (або частину популяції) даного виду в екосистемі.
Члени біоценозу так тісно взаємодіють з середовищем мешкання, що біоценоз(030) часто важко розглядати окремо від біотопу. Наприклад, ділянка землі це не просто “місце”, а й багато грунтових мікроорганізмів і продуктів життєдіяльності рослин і тварин. Тому їх і об’єднують під назвою біогеоценозу. Біогеоценоз – це елементарна наземна екосистема, головна форма існування природних екосистем. Поняття біогеоценозу ввів В.Н. Сукачов у 1942 році (рис. 2.1).
Біоценоз + Біотоп =
Екосистема
Рисунок 2.1. – Екосистема
Кожна екосистема має своє власне матеріально-енергетичне господарство і певну функціональну структуру.
Склад екосистеми наведений двома групами компонентів: біотичними компонентами – компонентами живої природи, і абіотичними – компонентами неживої природи. До біотичних компонентів екосистеми належать групи організмів різних видів, що розрізняються за способом харчування і складаються з двох великих функціональних груп: автотрофи та гетеротрофи.
Автотрофи – ті організми, які харчуються самостійно, утворюють складні органічні сполуки свого тіла з простих неорганічних речовин внаслідок процесів фотосинтеза (фотоавтотрофи) і хемосинтеза (хемоавтрофи).
Фотоавтотрофи використовують в якості джерела енергії сонячне світло, а в якості будівельного матеріалу – неорганічні речовини, в основному, вуглекислий газ та воду. До цієї групи організмів належать зелені рослини планети, як наземні, так і водні. В процесі життєдіяльності вони синтезують на світлі органічні сполуки – вуглеводи або цукри (СН2О)n:
СО2 + Н2О = (СН2О)n + О2
Хемоавтотрофи – використовують енергію, що вивільнюється внаслідок хімічних реакцій. Хемосинтез спостерігається у деяких хемоавтотрофних бактерій, які використовують в якості джерела енергії оксилення водню, сірки, сірководню, аміака, заліза. Хемоавтотрофи в природних екосистемах відіграють відносно невелику роль, за виключенням надзвичайно важливих нітріфікуючих бактерій, що окислюють аміак до азотистої, а потім азотної кисліт:
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + Q1
2HNO2 + O2 = 2HNO3 +Q2
Хімічна енергія (Q), що вивільнюється в цих реакціях, використовується бактеріями для відновлення СО2 до вуглевода.
Головна роль в синтезі органічних речовин належить зеленим рослинним організмам. Роль хемосинтезуючих бактерій в цьому процесі відносно невелика. Кожний рік фотосинтезуючими організмами на Землі створюється біля 150 млрд органічної речовини. що акумулює сонячну енергію. Автотрофи складають основну масу усіх живих істот і повністю відповідають за утворення всієї нової органічної речовини в будь-якій екосистемі, тобто є виробниками продукції – продуцентами.
Гетеротрофи – ті організми, які споживають готову органічну речовину інших організмів та продуктів їх життєдіяльності, для яких характерні утилізація, перебудова та розкладення складних сполук і вивільнення простих неорганічних речовин.
Ці організми використовують органічні речовини в якості джерела як харчового матеріалу, так і енергії. Вони розділяються на дві великі групи організмів: консументи і редуценти.
Консументи – споживники органічної речовини живих організмів. До них належать у свою чергу дві групи організмів:
Фаготрофи – до їх числа належать:
рослинноядні тварини (фітофаги), що харчуються живими рослинами (гусь, качка, вівця, слон тощо);
плотоядні тварини (зоофаги), які поїдають інших тварин – різні хижаки (хижі комахи, хижі птахи та рептилії, звіри), що нападають не тільки на фітофагів, але й на інших хижаків (хижаки другого й третього порядку);
паразити, що живуть за рахунок речовин організму-господаря; це не тільки тварини (хробаки, комахи, кліщі), але й різноманітні мікроорганізми (віруси, бактерії, простіші), а також деякі гриби і рослини;
симбіотрофи – бактерії, гриби, простіші, які харчуючись соками чи виділеннями організма-господаря, виконують разом з тим і життєво важливі для нього трофічні функції; це міцелліальні гриби – мікоризи, що приймають участь у корньовому харчуванні багатьох рослин; бульбові бактерії бобових, що зв’язують молекулярний азот, мікробактеріальне населення шлунку жуйних тварин, які підвищують травлення та всвоєння рослинного харчу. Існують також чимало тварин, що споживають і рослинну, і тваринну їжу.
Сапротрофи.
Сапротрофи – організми, що споживають мертву органічну речовину – залишки рослин і тварин.
Це різноманітні гнилостні бактерії, гриби. хробаки, личинки комах, жуки-копрофаги та інші тварини, всі вони виконують функцію очищення екосистем. Сапротрофи приймають участь в утворенні грунту, торфу, донних відкладень.
Редуценти – бактерії та нижчи гриби (мікроконсументи), завершують деструктивну працю консументів, доводять розкладення органіки до її повної мінералізації і повертають в середовище екосистеми останні порції двоокису вуглецю, води та мінеральних елементів.
Роль редуцентів в кругообігу речовин надзвичайно велика. Без редуцентів в біосфері накопичувалися б груди органічних залишків; зникли б запаси мінеральних речовин, необхідних продуцентам, і життя у тій формі, яку ми знаємо, припинилося би.