- •Міністерство освіти і науки,
- •Таблиця 1 - Варіанти контрольних робіт
- •Тема 1.1. Предмет екології. Екосистеми, їхня структура,
- •Тема 1. 2 Біосфера
- •Тема 2.1. Cоціоекосистеми
- •Тема 2.2.Природокористування і екологічні проблеми.
- •Тема 3.1. Глобальні екологічні проблеми.
- •Тема 1.1 Предмет екології. Екосистеми, їхня структура, властивості
- •1. 1 Теоретична частина
- •1.1.1 Предмет екології, її об’єкт та завдання
- •1.1.2 Поняття екосистеми
- •1.1.3 Класифікація екосистем
- •1.1.4 Компоненти екосистеми. Структура екосистем
- •1.1.5 Екологічні фактори
- •1.1.6 Лімітуючи екологічні фактори, принцип Лібіха -Шефельда.
- •1.1.7 Функціонування екосистем. Потоки енергії та речовини у
- •1.1.8 Стійкість і саморегуляція екосистем
- •1.1 Практична частина
- •Тема 1.2 Біосфера її структура, властивості і закони
- •1.2 Теоретична частина
- •1.2.1 Поняття «Біосфера». Навчання Вернадського в.І. Про біосферу
- •1.2.2 Основні типи речовини у біосфері
- •1.2.3 Живі організми у біосфері
- •1.2.4 Атмосфера
- •1.2.5 Гідросфера
- •1.2.6 Літосфера
- •1.2.7 Функціонування біосфери. Функції живої речовини у біосфері
- •1.2.8 Складові енергетичного балансу у біосфері
- •1.2.9 Біохімічні кругообіги речовини
- •1.2.10 Стабільність біосфери
- •1.2.11 Самоорганізація біосфери
- •1.2 Практична частина
- •1.2.Контрольна частина. Тестові завдання.
- •Вступна частина
- •Тема 2.1 Соціоекосистеми, їх структура і закони функціонування
- •2.1 Теоретична частина
- •2.1.1 Поняття соціоекосистем, їх класифікація
- •2.1.2 Структура соціоекосистем
- •2.1.3 Історія взаємовідносин людського суспільства і природи.
- •2.1.4 Функціонування соціоекосистем. Залежність
- •2.1.5 Соціоекосфера. Навчання Вернадського в.І. Про ноосферу
- •2.1 Практична частина
- •Тема 2.2 природокористування і екологічні проблеми
- •2.2. Теоретична частина
- •2.2.1 Соціально-економічний механізм взаємодії суспільства і
- •Природні ресурси
- •2.2.3 Завдання раціонального природокористування
- •2.2.4 Розрахунок еколого-економічної ефективності виробничих
- •2.2.5 Економічні оцінки і стимули відтворення природного
- •2.2.6 Економічні механізми природокористування
- •2.2.7 Плата за природокористування і забруднення природного
- •2.2.8 Проблеми гармонізації взаємодії між суспільством і природою
- •2.2 Практична частина
- •Природокористування?
- •Змістовий модуль 3 Майбутнє людства в контексті глобальних екологічних проблем. Пошук шляхів виживання людства Вступна частина
- •Тема 3.1 глобальні екологічні проблеми
- •3.1 Теоретична частина
- •3.1.1 Загальна характеристика глобальних проблем
- •3.1.2 Забруднення біосфери
- •3.1.3 Забруднення атмосфери
- •3.1.4 Забруднення гідросфери
- •3.1.5 Забруднення літосфери
- •3.1.6 Радіація у біосфері
- •3.1.7 Парниковий ефект
- •3.1.8 Кислотні дощі
- •3.1.9 Виснаження озонового прошарку
- •3.1.10 Масове зведення лісів
- •3.1.11 Проблема відходів
- •3.1.12 Сільське господарство
- •3.1.13 Виробництво енергії і екологічні проблеми
- •3.1.14 Екологічна криза, як криза антропоцентризської
- •3.1 Практична частина.
- •Тема 3.2 Діяльність урядових та неурядових
- •3.2 Теоретична частина
- •3.2.1 Міжнародна екополітика
- •3.2.2 Діяльність оон
- •3.2.3 Діяльність юнеско
- •3.2.4 Діяльність «зелених»
- •3.2.7 Сталий розвиток – міф чи реальність
- •3.2.8 Стратегія й тактика виживання людства
1.1.7 Функціонування екосистем. Потоки енергії та речовини у
екосистемах
Функціонування екосистеми будь-якого рівня здійснюється лише за рахунок використання матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей навколишнього середовища. Визначальною характеристикою життя як особливої форми існування матерії є обмін речовин. Обмін речовин окремих організмів із навколишнім середовищем у процесі подиху, харчування, різноманітних виділень, або в більш загальному виді - кругообіг речовини в екосистемах можливий лише в процесі використання й передачі енергії.
В екосистемі, як і у біосфері в цілому, основними потоками енергії є потоки концентрованої (в основному Сонячної) і розсіяної енергії (теплової ). Живі організми, у деякому змісті, можна порівнювати зі своєрідними машинами, що виробляють біомасу. Розрахунки показали, що КПД рослинної машини не більше 1%, тобто тільки 1% сонячної енергії, запасено в рослинній продукції. Куди ж витрачаються інші 99% ? Достатньо велика кількість (30-40%) променистої енергії не проникає в листя і відбивається від їхньої поверхні. Велика частина (60-70%) витрачається на подих, випар, екскрецію, перетворюючись у тепло. Потік сонячної енергії перетворюється рослинами в процесі фотосинтезу в енергію хімічних зв'язків, яка послідовно переходить із їжею від рослин до тварин - консументів першого порядку, від них – до консументів другого і більш високих порядків, а по мірі загибелі організмів або виділення ними покидьків - до редуцентів.
Фотосинтез–це синтез рослинами органічних речовин (білків, жирів та вуглеводів) із СО2, Н2О, мінеральних солей азоту, фосфору й інших елементів за допомогою енергії світла.
Реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:
(1.1.2)
У перерахунку на глюкозу, реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:
(1.1.3)
Особливістю перетворення енергії в екосистемах є її одностороння спрямованість - промениста енергія, пройшовши ряд перетворень, у значній мірі розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, для нормального функціонування еко-системи необхідна постійна й достатня притока концентрованої енергії, спроможної перетворюватися в роботу, при цьому ентропія навколишнього середовища збільшується, тому обов'язково необхідний стік теплової енергії з екосистем. Потоки енергії і речовини в екосистемах подані на рисунку 1.1.3.
Ряд організмів, у якому кожна попередня ланка використовується як харч для подальшої ланки має назву трофічного ( харчового ) ланцюга.
Довжина трофічного ланцюга, не може бути занадто великою. Вона, як правило, не перевищує п'яти - семи рівнів. Це обумовлено тим, що до кожного наступного організму трофічного ланцюга переходить тільки мала доза енергії споживаної на попередньому рівні, інша йде на підтримку життєвих процесів і значна частина розсіюється у виді тепла. При переході від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої передається тільки 10-20% зв'язаної енергії, а 80-90% її розсіюється у виді тепла. Тому, загальна маса живої речовини, наступної харчовоїланки, різко зменшується.
1 - сонячне світло, 2 – потік речовини, Т – теплова енергія,
З.Е. - запасена енергія, З.Р. - запас речовини, П - продуценти,
К - консументи, Р – редуценти
Рисунок 1.1.3 - Потоки енергії і речовини в екосистемах
В екології співвідношення чисельності організмів, або їх біомас, або зв'язаної у біомасі енергії, звичайно, зображують у формі екологічних пірамід. Живі організми екосистем взаємозалежні з навколишнім середовищем таким чином, що потік енергії створює чітко визначені біологічні структури й кругообіг речовини між живою й неживою частинами екосистеми.
Підбіогеохімічним кругообігом речовини розуміється надходження хімічних елементів із ґрунту, атмосфери, гідросфери в живі організми, перетворення їх у процесі життєдіяльності в складні органічні сполуки й повернення їх потім у ґрунт, атмосферу, гідросферу з щорічними опадами частини органічної речовини й переробкою їх редуцентами - розкладанням на прості хімічні елементи. Рівняння розкладання має вигляд:
(1.1.4.)
У перерахунку на глюкозу, реакцію розкладання можна записати у вигляді: (1.1.5.)
Екосистеми будуть нормально функціонувати, якщо немає порушень при проходженні енергії через трофічні ланцюги і нормально функціонують біогеохімічні кругообіги речовини.
Збільшення забруднення атмосфери промисловими викидами ускладнює засвоєння сонячної енергії рослинами, тому що пилюкою “забиваються ” їхні устячка, через які відбувається живлення й газообмін. В результаті, зменшується кількість їжі, а отже, і енергії, що надходить всім іншим живим організмом, усе більша їхня кількість не зможе протистояти збільшенню ентропії і загине. При визначених розмірах цього процесу вся система може загинути.