Экологические факторы среды. Абиотические факторы.

Предмет и задачи экологии.

Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия – климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические – общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Задачи теоретической экологии: (1) разработать стереотип устойчивости экосистемы (2) изучение механизмов адаптации к среде (3) регуляция численности популяций (4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания (5) исследование продуктивности процессов в экосистеме (6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости (7) моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. Задачи прикладной экологии: (1) прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий (2) оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде (3) улучшение качества окружающей среды (4) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов (5) стратегическая задача – развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Структура экологии. История развития экологии.

Основная часть экологии – общая экология – биологическая наука, изучающая общие закономерности взаимоотношения любых живых организмов и среды, включая человека как биологический вид. В составе общей экологии разделяют: АУТОЭКОЛОГИЯ (организм-среда), СИНЭКОЛОГИЯ (сообщество-среда) изучает сообщества живых организмов и их взаимоотношения со средой, ПОПУЛЯЦИОННАЯ экология (популяция-среда) изучает структуру и динамику популяций отдельных видов. По конкретным объектам и средам: экология животных, растений, микроорганизмов. Современная экология в связи с усилением воздействия человеческого общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы вызвана обострением экологической обстановки на нашей планете и привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук. Появились науки – инженерная экология, космическая экология, сельскохозяйственная экология. Инженерная экология изучает принципы создания новых экологических технологий. С-х экология занимается возможностью сохранения почв, вод, атмосферы. Математическая экология занимается процессами в биосфере. Городская экология – о процессах в городе. Социальная экология занимается изучением природы человеческого общества. Теоретическая и прикладная экология: прикладная - разрушение биосферы человеком, способы предотвращения этого. Разработка принципов рационального природопользования.

ИСТОРИЯ: Термин экологии был введен в 1866 году Эрнстом Геккелем.

(1) человечество интересуется природной окружающей средой (2) во 2-ой половине 20-го века экологизация науки.

Значение экологии

Установить правильные взаимоотношения с природными процессами, обеспечивающими устойчивое поддержание жизни на нашей планете, можно лишь на основе знания законов формирования и поддержания активного функционирования биологических систем, обеспечивающих глобальный круговорот веществ. Остальное см. билет 1.

Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия – климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические – общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Задачи теоретической экологии: (1) разработать стереотип устойчивости экосистемы (2) изучение механизмов адаптации к среде (3) регуляция численности популяций (4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания (5) исследование продуктивности процессов в экосистеме (6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости (7) моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. Задачи прикладной экологии: (1) прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий (2) оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде (3) улучшение качества окружающей среды (4) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов (5) стратегическая задача – развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

4. Экосистема – основное понятие экологии. Типы экосистем. Биомы.

Впервые термин ЭКОСИСТЕМА ввел Тэнсли в 1935 году.

Экосистемы делятся на естественные, сформированные в результате процессов эволюции видов и изменения климата и почв, и искусственнее созданные человеком.

Все природные экосистемы связаны между собой и образуют живую оболочку Земли - биосферу.

Системы - упорядочение взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.

Элементарной природной экосистеме присущ биогеоценоз, т.е. совокупность живых организмов и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности. Биогеоценоз - составная часть природного ландшафта и элементарная биотерриториальная единица биосферы.

В зависимости от условий среды экосистемы представлены различными типами, наиболее крупной единицей их классификации является биом. Биом - крупная региональная или субконтинентальная система, характеризующаяся основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта, например, биом лиственных лесов. Биом связан с определенным климатом и почвенным покровом и различием особенностей жизненной формы растений, например, биом тропических лесов, биом хвойных лесов, тундры.

Классификация биомов:

1. Наземные биомы: тундры арктические, альпийские; тайга;
листопадные леса умеренной полосы; степи; саванны; пустыни; тропические
дождевые леса.

2. Пресноводные экосистемы: пруды; реки; ручьи; болота.

3. Морские экосистемы: область континентального шельфа; области апвеллингов; эстуарии, обогащенные минеральными элементами;
коралловые рифы: океанические, пустынные, где присутствуют растения с низкой биологической продуктивностью.

Экосистема - открытая система, в которую поступает солнечная энергия или химическая энергия за счет жизнедеятельности железо-, серобактерий, минеральных веществ, воды, атмосферы. Солнечная энергия используется однократно, при этом 0,05-2 % ее частично фиксируется и усваивается растениями, большая же часть (90-95 %) отражается и рассеивается. По цепочке: растение - животные - микроорганизмы - элементы питания энергия используется многократно.

Эмерджентность экосистем.

Принцип эмерджентности. По мере объединения компонентов или подмножеств в более крупные функциональные единицы возникают новые свойства, отсутствующие на предыдущем уровне.

Принцип эмерджентности: свойства целого нельзя свести к сумме его частей, т. е. с помощью данных, полученных при изучении какого-либо уровня, нельзя объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне.

Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов, а не как результат суммирования свойств этих компонентов.

Живым системам присуща несводимость свойств целого к сумме его частей. Примером является коралловый риф. Водоросли и кишечнополостные животные образуют систему кораллового рифа, возникает механизм кругооборота элементов питания. Фантастическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов - эмерджентные свойства, характерные для уровня рифовых сообществ. При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает, по меньшей мере, еще одно новое свойство.

Экологические факторы среды. Абиотические факторы.

Экологические факторы – любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. Среда – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое влияние или косвенное воздействие – воздух, вода, почва (гумус – плодородный слой, содержащий остатки живых организмов – слагается из детрита, т.е. мертвого органического вещества). Детрит разлагается от нескольких до миллионов лет. ДЕТРИТ – опад листьев (разлагается 2-3 года), стволы деревьев (10-15 лет), гумус (сотни лет), сапропель (морские остатки), торф (тысячи лет), нефть (миллионы лет). Условия жизни – совокупность необходимых для организмов элементов среды, с котороми они находятся в неразрывном единстве и без которых существовать не могут. Абиотические факторы – факторы неживой природы. Экологические факторы – абиотические (климатические, почвенные, факторы водной среды, факторы рельефа (топографические, ораграфические), огонь (пожары)), факторы питания, биотические факторы (живой природы) – фитогенные (растения), зоогенные, микробогенные.