Лекция №1

Экология в переводе с древнегреческого означает наука о жилище, местообитании . Этот термин Был предложен в 1866 г. Известным немецким естествоиспытателем Э. Геккелем, как наименование науки, изучающей отношение живых организмов с окружающей средой.

Ключевым термином этой науки является природопользование, которое означает систему взаимодействий человека и природы во всём их многообразии и сложности.

(Рассмотрим термины которые будут играть важную роль в нашем курсе)

Природная окружающая среда и природные ресурсы.

Под природной средой мы будем понимать то природное окружение, ту часть естественного мира, в котором человечество живёт и работает, т.е. созданную природой среду его жизниобитания.

Окружающая среда (понятие более широкое) помимо природной среды оно включает в себя созданную руками человека ( антропогенную инфраструктуру), а также его социальное окружение. Термином природные ресурсы принято обозначать ту часть природной среды, которая может быть использована в общественном и личном потреблении на сегодняшнем и предвидимом будущем этапах развития человечества.

Природные ресурсы – это различные тела и сила природы, мощный и единственный источник первичной энергии и материалов, необходимых для всех сфер жизни и деятельности.

Важнейшими видами природных ресурсов Земли являются минерально-сырьевые и Гео-энергетические ресурсы недр, подземное пространство недр, водные, воздушные и биологические ресурсы. П.Р. являются необходимой предпосылкой всякого производства и служат исходным сырьём для получения всех вырабатываемых человеком видов продукции и энергии.

Классификация.

1. По источникам происхождения : биологические, минеральные и энергетические.

2. По использованию в качестве производственных ресурсов: земельный фонд, лесной фонд, водные ресурсы, обитатели вод, лесов, степей (фауна), полезные ископаемые (подразделяются на рудные, топливно-энергетические ресурсы, запасы минерально-химического сырья, редкие металлы.

3. По степени истощаемости ресурсов:

а) неисчерпаемые (атмосферный воздух, осадки, солнечная радиация, энергия ветра, энергия морских приливов и отливов, земных недр).

б)исчерпаемые: возобновляемые и не возобновляемые.

Возобновляемые: биологические ресурсы (леса, растения, животные).

Не возобновляемые: полезные ископаемые.

(И так рассмотрим механизм негативных взаимодействий природной среды и деятельности человека.)

1. Жизнь и развитие человеческого общества базируются на черпании созданных природой ресурсов. Значительная часть этих ресурсов ограничена и невозобновима.

Проблема: исчерпание ресурсов приведёт к ухудшению качества жизни человека, что приведёт к падению деторождения, уменьшению средней длительности жизни граждан и общему снижению численности населения Земли.

2. Жизнедеятельность человека неизбежно сопровождается загрязнением природной среды. Масштаб ежегодных «вкладов» загрязнителей в мире растёт.

Проблема: неизбежное загрязнение природной среды оказывает негативное воздействие на здоровье, долгожитие, и в целом на качество жизни человека.

3. Истощение природных ресурсов и загрязнение окружающей среды растёт ещё интенсивнее с увеличением численности населения Земли.

Проблема: если темпы роста численности человечества не будут снижены посредством введения гуманных мер, осуществляемым самим человечеством, то ограниченность ресурсов и загрязнение земного шара вскоре может привести к сокращению численности человеческой популяции, более беспощадными способами.

Важнейшие из этих мер укладываются в комплекс организованных технических и демографических «экостратегий». Этот комплекс осуществляют в следующих основных направлениях.

А) меры по разумному и гуманному сокращению темпов роста (стабилизации) численности населения земного шара. В первую очередь в регионах ныне происходящего демографического взрыва, районах с чрезмерной плотностью населения и неблагоприятных климатических условиях.

Б)меры по более полному использованию ныне эксплотируемых природных ресурсов и снижению потерь , возникающих при их использовании.

В)меры по промышленному вовлечению ранее не исследованных, малодоступных или не использовавшихся природных ресурсов.

Г)меры по снижению объёмов загрязнения природной среды и её очистке от ранее допущенных загрязнений.

Энергия в экологических системах.

Экосистема-это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и природой их обитания, где живые и не живые компоненты связаны между собой и находятся в постоянном взаимодействии.

К неживым компонентам относятся: неорганические вещества, органические вещества, климатический режим (температура, влажность, давление и др. физические факторы).

К живым компонентам (биомассе) относятся:

а ) продуценты создающие пищу (сложные органические вещества состоящие из простых), главным образом растения.

б) фаготрофы (макроконсументы), поедающие частицы органических веществ(пищу) или другие организмы.

в) микроконсументы (детриты), разрушающие сложные соединения мёртвой пратоплазмы( преимущественно бактерии и грибы), освобождая неорганические питательные вещества, способные служить источником энергии.

Понятие экосистема подчёркивает обязательное наличие взаимодействия, взаимозависимости и причинно – следственных связей, объединяющих все компоненты этой системы в единое целое, включая:

- пищевые (трофические) цепи;

- потоки энергии;

- биогеохимические круговороты;

- структуры пространственного разнообразия;

- развитие и эволюцию.

Энергия в экологических системах ( основа и функционирование).

Энергию определяют как способность производить работу. Свойства энергии определяются первым и вторым законами термодинамики.

Первый закон термодинамики: энергия может переходить из одной формы в другую – она не исчезает и не создаётся вновь.

Второй закон термодинамики (сущность): поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в не доступном для использования виде – тепловой энергии, эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (например, света) в потенциальную (например, энергию химических соединений протоплазмы) всегда меньше 100%..

Экосистема - основная функциональная единица экологии

1.3.1. Определения, понятия, компоненты

Экология как наука включает в себя следующие составляющие

Аутэкология - изучает отдельные организмы, отдельные виды и их отношение к среде (Дуб, Дрозд...).

Синэкология - изучает группы организмов, составляющих единство, сообщество, их отношение к среде и между собой получается ЛЕС, в котором растет Дуб, живут Дрозд и другие обитатели леса, их взаимодействие между собой и с окружающей средой). Это учение об экосистемах.

Биоценоз - славянское и немецкоязычное определение Докучаевым В.В. (1846-1903) еще в конце XVIII века в работе «К учению о зонах природы» и его учеником Морозовым ("Учение о лесе"). Термин «геобиоценоз» ввел русский ученый Сукачев в 1944 году (от лат.: гео - земля).

Выделяют обычно системы различного уровня:

микроэкосистемы - капля воды, аквариум, небольшой водоем, ствол разлагающегося дерева, пока они существуют и в них присутствуют живые организмы, способные осуществлять круговорот веществ;

мезоэкосистема - лес, пруд, река, поле и т.д.;

макроэкосистема - океан, континент, природная зона;

биосфера - глобальная экосистема, объединяющая все виды и уровни экосистемы в единое целое нашей планеты Земля.

1.3.2. Концепции экосистемы

Все живые организмы (все живое) и их неживое, абиотическое, окружение (свет, почвы, осадки, воздух...) нераздельно связанны друг с другом и, находясь в постоянном взаимодействии, создают экологическую систему. Абиотическими факторами в экосистеме являются отдельные элементы и протекающие в них процессы:

• солнечный свет - поток энергии;

• влага - круговорот воды;

• почва - потоки веществ и энергии;

• температура - терморегуляция потоков энергии.

Биотическая и абиотическая части экосистемы тесно переплетены между собой и, совместно эволюционируя, влия­ют друг на друга. Живые организмы не только приспосаблива­ются к физической среде, но и влияют своей деятельностью на приспособление геохимической среды к своей деятельности. Примером может служить изменение атмосферы Земли.

Состав атмосферы планет

	С02	Азот	Кислород	Температура "С
Марс	95%	2,7%	0,13%	-53
Венера	98%	1,9%	следы	477
Земля	98%	1,9%	следы	290±50
Земля (сегодня)	0,03%	79%	21%	13

Водная оболочка Земли - это защита от космических лу­чей, возможность появления зеленых микроорганизмов, а как следствие

• увеличение в воде кислорода;

• диффузия кислорода в атмосферу Земли;

• образование в атмосфере озонового слоя;

• увеличение содержания в атмосфере кислорода до 8% (=700 млн. лет назад), что явилось необходимым условием для появления многоклеточных организмов.

Экосистема, с описанной точки зрения, включает в себя: