ЛЕКЦИЯ 1.

Общая экология.

Основные понятия и термины.

Экология – биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосфер.

«Ойкос» - дом, место обитания (греч.)

Впервые термин употреблен Э.Геккелем.

Часто экологию определяют так же, как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

Современная экология интенсивно изучает проблемы взаимодействия человека и биосферы.

Основные разделы экологии:

• Общая (теоретическая) экология;

• Биоэкология;

• Экология человека, социальная экология;

• Прикладная экология.

• Общая экология посвящена объединению разнообразных экологических знаний на едином научном фундаменте.

• Биоэкология – «классическая» экология, сформировавшаяся в рамках биологии, представляет собой достаточно цельную область естествознания и посвящена взаимодействию с окружающей средой надорганизменных биологических систем всех уровней.

Разделы биоэкологи:

А) аунтэкология (греч. аунтос - сам) – взаимодействие отдельного организма со средой его обитания;

Б) популяционная экология – взаимодействие совокупности организмов со средой их обитания;

В) синэкология (греч. «син» - вместе) (или биоценология) – учение о сообществах растений, животных и микроорганизмов в их взаимодействии друг с другом;

Г) экосистемная экология – раздел биоэкологии, изучающий вз. сообществ различных видов живой природы с неорганической средой обитания.

• Экология человека – комплекс дисциплин, исследующих вз. человека как индивида и личности с окружающей его природой.

• Инженерная экология – научно-техническая дисциплина, определяющая способы и средства достижения экологически разумного компромисса между человеком и природой.

Основная задача инженерной экологии – разработка и практическое осуществление (внедрение) технически возможных, экономически целесообразных и экологически необходимых мероприятий, обеспечивающих рациональное использование и охрану окружающей среды.

Экосистема – это природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, связанных между собой обменом веществ и энергии.

Основные свойства экосистем:

• способность осуществлять круговорот веществ;

• Способность противостоять внешним воздействиям;

• способность производить биологическую продукцию.

Ранги экосистем:

• Микроэкоситема (процессы гниения внутри ствола дерева, капля воды, аквариум);

• Мезоэкосистема (лес, озеро, пруд);

• Макроэкосистема (океан, континент, природная зона);

• Глобальная экосистема (биосфера в целом).

ЛЕКЦИЯ 2.

Устойчивость экосистемы – свойства, внутренне присущие экосистеме, характеризующие способность:

- выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями (техногенные);

- оказывать сопротивление внешним воздействиям;

- обнаруживать способность к восстановлению или самовосстановлению экосистемы.

Качество окружающей среды – совокупность параметров, которые всецело удовлетворяют как экологическим требованиям, так и научно-техническому прогрессу и благосостоянию общества.

Живое вещество Земли.

Основной признак жизни – самовоспроизведение и самообновление белковых тел, в основе которых лежит саморепликация (т.е. удвоение) молекул ДНК под действием под действием белков, ферментов с передачей генной информации рождающейся клетке.

Живые системы – открытые системы, через которые проходят потоки энергии и вещества; эти системы находятся в динамическом равновесии и в то же время ограничены от окружения структурами, которые затрудняют обмен веществ, сводят к минимуму потери веществ и служат для поддержания пространственного единства системы (клетка, защищенная мембраной).

В живое вещество входит около 40 элементов, наиболее распространены и необходимы для жизни 16, а основными являются 4 (Н2, N2, C, O2), реже встречаются S и P.

Кроме этого в химическом составе живых организмов важную роль играют ионы Na, Mg, K, Ca, Cl и следующие микроэлементы (Mn, Co, Fe, Cu, Zn, B, Al, Si, Va, Mb, Y).

Живое вещество – совокупность всех живых организмов.

В современных представлениях биосфера – это большая и сложная динамическая система, состоящая из компонентов живой и неживой природы, целостность которой поддерживается в результате постоянно действующего круговорота веществ.

Биосфера возникла 3,5 млрд. лет назад; в истории образования важную роль сыграло появление на Земле растений, способных синтезировать органическое вещество из минерального.

Биосфера охватывает верхний слой литосферы (до 5-6 км), водную оболочку (до 12 км), нижний слой атмосферы (до 15-25 км высоты).

Особенности биосферы:

- в значительном количестве жидкая вода;

- попадает мощный поток солнечной энергии;

- в биосфере проходит поверхность раздела между веществами, находящихся в 3-ех фазах.

Все особенности служат предпосылками для обмена веществ и энергии, в которой большую роль играют живые организмы.

Особенности живых объектов в биосфере

Ускорение хим реакций

Возможность проведения реакций которые при норм темпер и давлении вне организма не происходят (разложение или окисление жиров и углеводов)

Функции живого вещества в биосфере:

• Энергетическая;

• Деструктивная;

• Концентрационная;

• Средообразующая.

Энергетическая функция выполняется растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных орг. соединений.

Зеленые растения являются главным механизмом биосферы. Аккумулируемая ими энергия является источником действенной хим. энергии биосферы, а также всей земной коры.

Внутри экосистемы эта энергия распределяется среди животных, частично рассеивается и частично накапливается в отмершем орг. веществе и переходит в полезные ископаемые (торф, уголь, нефть).

Растения – это источник питания для животных и человека.

ЛЕКЦИЯ 3.

Деструктивная функция состоит в разложении, минерализации мертвого орг. вещества, в разложении г.п. (хим. разложение, вовлечение образовавшихся минералов в биотический кругооборот).

Мертвое орг. вещество разлагается до простых неорг. соединений (аммиак, СО2, Н2S, CH4 и т.д.), которые вновь используются в начальном звене кругооборота.

Этой функцией занимается специальная группа организмов – редуцентов (деструкторов).

Например, «пионеры жизни» лишайники, грибы, бактерии, сине-зеленые водоросли – оказывают на г.п. сильнейшее хим. воздействие растворами целого комплекса кислот, разлагая с их помощью минералы, организмы, избирательно извлекают и включают в биотический кругооборот важнейшие питательные элементы.

Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв – плодородие.

Концентрационная функция закл. в избирательном накоплении при жизнедеятельности организмов атомов веществ, рассеянных в природе.

Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов – характерная способность живого вещества.

Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Морские организмы активно концентрируют рассеянные минералы ля построения своих скелетов и покровов.

Средообразующая функция состоит в трансформации физико-химических параметров среды в условия, благоприятные для существования организмов. Можно сказать, что данная функция является совместным результатом всех рассмотренных выше функций живого вещества.

Средообразующая функция создает и поддерживает в равновесии баланс веществ и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе и человека.

Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в процессе природных катастроф или антропогенных воздействий.

В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события:

• Был преобразован газовый состав первичной атмосферы.

• Изменился хим. состав вод первичного океана.

• Образовалась толща осадочных пород в литосфере.

• На поверхности суши возник плодородный почвенный покров.

Если живое вещество распределить по поверхности Земли – толщина слоя составит 2 см.

При такой незначительной массе организмы осуществляют свою планетарную функцию за счет весьма быстрого размножения, т.е. весьма энергетичного круговорота веществ.

Свойства природных вод, соленость мирового океана и газовый состав атмосферы определяются жизнедеятельностью населяющих планету существ.