- •Экология как наука
- •Место экологии в системе естественных наук
- •1.2. Предмет и задачи курса экологии
- •1.3. Структура современной экологии
- •Необходимость формирования правовых и этических норм отношения человека с природой.
- •2. Учение о биосфере и ее эволюции.
- •2.1. Биосфера, ее состав, строение и границы.
- •2.2. Живое и биокосное вещество биосферы
- •2.3. Структурные уровни биосферы
- •2.4. Учение в. И. Вернадского об эволюционном развитии биосферы. Представления ноосферы
- •3. Основы аутэкологии
- •3.1. Организм как самовоспроизводящаяся открытая система.
- •3.2. Разнообразие организмов.
- •3.3. Организм и среда
- •3.4. Экологические факторы среды (абиотические, биотические)
- •3.5. Взаимодействие экологических факторов,
- •3.6. Экологическая ниша (потенциальная, реализованная).
- •3.6. Качество окружающей среды
- •4. Экология популяций (демэкология)
- •4.1. Определение понятий «биологический вид» и «популяция».
- •4.2. Статистические характеристики популяции.
- •4.3.Динамические характеристики популяции
- •4.4. Динамика биомассы. Понятие о биопродуктивности
- •4.5. Устойчивость и жизнеспособность популяций
- •5. Основы синэкологии
- •5.1. Биоценозы (сообщества)
- •5.2. Типы взаимоотношений между организмами
- •5.3. Стабильность (гомеостаз) и развитие (динамика и сукцессия) экосистем
- •Сукцессия экологической системы
- •6. Материальный и энергетический баланс биосферы
- •6.1. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы.
- •6.2. Трофические отношения между организмами: продуценты, консументы, редуценты
- •6.3. Потоки вещества и энергии в экосистеме
- •6.4. Пирамида биомасс и пирамида энергий.
- •6.5. Круговорот вещества в природе
- •7. Антропогенные воздействия на окружающую природную среду
- •7.1. Понятие о загрязнении окружающей среды.
- •7.2. Классификация и источники загрязнения
- •Концентрация оксида углерода и бенз(а)пирена в выхлопных газах бензиновых двигателей
- •7.3. Классификация природных ресурсов. Особенности использования исчерпаемых и неисчерпаемых ресурсов
- •7.4. Проблемы использования и воспроизводства природных ресурсов
- •7.5. Особо охраняемые природные территории и объекты как природно-заповедный фонд рф
- •Глобальные экологические проблемы
- •8.1. Глобальные экологические проблемы, связанные с антропогенным воздействием человека на природу
- •8.2. Разрушение озонового слоя
- •8.3. «Парниковый эффект»
- •8.4. Смог, кислотные осадки
- •Загрязнение Мирового океана
- •8.6. Уменьшение биоразнообразия
- •Радиационное загрязнение планеты
- •9. Урбанизация и экология городской среды
- •9.1. Динамика урбанизации
- •9.2. Урбанизация в России
- •9.3. Город как искусственная среда обитания
- •9.4. Структура городской среды
- •9.5. Проблемы экологии и безопасности городской среды
- •10. Экологическая обстановка на территории Омской области
- •10.1. Воздействие отраслей экономики на окружающую среду
- •Экологическое состояние
- •12.2. Особенности роста и развития современного человека
- •12.3. Здоровье – интегральный критерий, характеризующий взаимоотношение человека и окружающей среды. Экологические факторы и здоровье человека.
- •13.1. Качество жизни, экологический риск и безопасность.
- •13.2. Демографические показатели здоровья населения
- •13.3. Здоровый образ жизни граждан как основа устойчивого развития общества
- •Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •14.1. Принципы международного сотрудничества
- •14.2. Международное сотруничество и национальные интересы России в сфере экологии
- •14.3. Экологические стратегии. Идеология биоцентризма как путь к устойчивому развитию человечества
- •15. Правовые основы охраны природы.
- •15.1. Правовые аспекты охраны природы. Законодательные акты России
- •15. 2. Экологическая экспертиза, экологический контроль
- •15.3. Управление природоохранной деятельности предприятий
- •15.4. Ответственность за экологические правонарушения
- •16. Нормативные основы охраны природы
- •16.1. Стандартизация в области охраны окружающей среды (оос)
- •16.2. Принципы обеспечения качества окружающей среды
- •16.3. Экологический мониторинг и классификация мониторинга
- •Критерии оценки качества окружающей среды Требования к качеству воды в водных объектах.
- •Требования к качеству атмосферного воздуха.
- •16.5. Понятие об эффекте суммации
- •Контроль загрязнения почвы.
- •17. Основы экономики природопользования
- •17.1. Особенности экономического механизма охраны окружающей среды
- •17.2. Лицензирование, договор и лимиты на природопользование
- •17.3. Виды платежей
- •17.4. Система стимулирования природоохранной деятельности
- •17.4. Экологические фонды, источники формирования, порядок использования
- •18. Экозащитная техника и технологии
- •18.1. Основные направления обеспечения чистоты атмосферы
- •18.2. Методы очистки сточных вод
- •Современные технологии утилизации и переработки твердых бытовых и промышленных отходов
- •18.4. Научно-технический прогресс и направления улучшения природопользования
Сукцессия экологической системы
Сукцессия (от лат сукцессия – преемственность, наставление) – это процесс взаимодействия сообществ. В основе сукцессии лежит понятие биологического круговорота в данном ценозе. Каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду изымая из неё часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма. При более или менее длительном существовании популяций они меняют свое окружаете в неблагоприятную сторону и в результате оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых вызванные преобразования среды оказываются экологически выгод-ными. Происходит смена господствующих видов более устойчивых и соответствующих конкретным абиотическим условиям среды.
Различают сукцессии зоогенные, вызванные сильным воздействием животных, фитогенные, антропогенные (под воздействием хозяйственной деятельности человека), катастрофические (следствие пожара, сильного ветра, загрязнения воды, атмосферы и т.п.). Человек воздействует на экосистемы, находящиеся на определенных этапах сукцессии, и от этого зависит дальнейшее развитие экосистемы.
Лекция 6.
6. Материальный и энергетический баланс биосферы
6.1. Источники энергии для организмов. Автотрофы и гетеротрофы.
Живые организмы в биоценозах тесно связаны не только друг с другом, но и с неживой природой через вещество и энергию. Протекающие через живые организмы потоки вещества и энергии в процессе обмена веществ весьма велики. Человек, например, за свою жизнь потребляет десятки тонн пищи и воды, тысячи кубометров воздуха.
Чрезвычайно высокая интенсивность потоков вещества из неорганической природы в живые тела давно привела бы к полному исчерпанию запасов необходимых для жизни соединений, т.е. биогенных элементов. Но этого не происходит, и жизнь не прекращается, так как указанные элементы постоянно возвращаются в окружающую среду. И происходит это благодаря биоценозам, в которых в результате пищевых отношений между видами синтезированные растениями сложные органические вещества превращаются в конце концов в такие простые соединения, как диоксид углерода, вода, ряд элементов, которые могут быть снова использованы растениями в процессе фотосинтеза. Так возникает биологический круговорот вещества. Следовательно, биоценоз, будучи и сам по себе сложной системой живых организмов, является частью еще более сложной системы. В последнюю помимо живых организмов входит и их неживое окружение, которое содержит различные вещества и энергию, необходимые для развития и обеспечения жизнедеятельности.
Любую совокупность организмов и неорганических компоненте окружающей их среды, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экологической системой, или экосистемой.
Природные экосистемы могут быть самого различного объема и протяженности. Это и капля воды с ее обитателями, и лужа, пруд, луг, тайга, степь.
Однако любая экосистема, независимо от размера, включает в себя живую часть (биоценоз) и ее физическое, т.е. неживое, окружение. При этом малые экосистемы входят в состав все более крупных, вплоть до глобальной экосистемы Земля. Аналогично общий биологический круговорот вещества на планете также складывается из взаимодействия множества более мелких, частных круговоротов.
Сразу отметим, что понятия «экосистема» (термин предложен А.Тенсли в 1935 г.) и «биогеоценоз» близки по сути. Первое из них приложимо для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга, а «биогеоценоз» — понятие территориальное, относящееся к таким участкам суши, которые заняты фитоценозами. Концепции экосистем и биогеоценозов, дополняя и обогащая друг друга, позволяют рассматривать функциональные связи сообществ и окружающей их абиотической среды в разных аспектах и с разных точек зрения.
Экосистема может обеспечить круговорот веществ только в том случае, если включает четыре необходимые для этого части: 1)запасы биогенных элементов; 2) продуценты; 3) консументы; 4) редуценты.
На их сложном и постоянном взаимодействии основан первый (основной) пришит функционирования экосистем: получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.
Данный принцип гармонирует с законом сохранения массы. Так как атомы не возникают, не исчезают и не превращаются один в другой, они могут использоваться бесконечно в самых, различных химических соединениях и запас их практически неограничен. Именно это и происходит в природных экосистемах.
Необходимо подчеркнуть, однако, что биологический круговорот не совершается исключительно за счет вещества, поскольку он — результат деятельности организмов, для обеспечения жизнедеятельности которых требуются постоянные энергетические затраты, поставляемые Солнцем. Энергия солнечных лучей, поглощаемая зелеными растениями, в отличие от химических элементов, не может использоваться организмами бесконечно. Данное заключение вытекает из второго закона термодинамики: энергия при превращении из одной формы в другую, т.е. при совершении работы, частично переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающей среде.
Следовательно, каждый цикл круговорота, зависящий от активности организмов и сопровождаемый потерями энергии из них, требует все новых дотаций энергии. Существование экосистем любого ранга и вообще жизни на Земле обусловлено постоянным круговоротом веществ, который в свою очередь поддерживается постоянным притоком солнечной энергии. В этом состоит второй основной принцип функционирования экосистем: они существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно.