Строение оболочек земли

Лекция 1

Экология -это наука, изучающая взаимоотношение организмов между собой и окружающей средой. Американский эколог Ю. Одум в 1975 г. назвал экологию наукой о структуре и функциях природы. Экология в переводе с греческого – дом, жилище. Этот термин впервые применил немецкий биолог Э. Геккель. Предметов экология являются биологические системы организменного и всех надорганизменных уровней организации (популяции, экосистемы, биосфера). Задачей экологии является изучение механизмов, из функционирования, а так же связей и взаимозависимостей между их элементами.

Экология как наука состоит из нескольких разделов:

1. Общая экология;

2. Факториальная экология;

3. Аутоэкология – изучает взаимодействие организмов со средой обитания на видовом уровне;

4. Экология популяций;

5. Экология экосистем (синэкология);

6. Глобальная экология (биосферология);

7. Экология человека;

8. Космическая экология;

9. Экология человека.

Понятие о биосфере. Биосфера в переводе с греческого и латинского – шар, жизнь. Первым предложил этот термин в 1882г. Ламарк. Эдуард Зюсс дал определение. Биосфера – это тонкая оболочка Земли, заселенная живыми существами. Учение русского ученого почвоведа Докучаева (1846-1903 гг.) положило начало созданию науки биосферологии, изучающей взаимодействие жизни с неорганической средой и влияние живого вещества на планету в целом. Его ученик Вернадский (1863-1945 гг.) в 20-х годах 20-го века создал учение о биосфере, в котором биосфера рассматривается как сложная система и указывается роль живых организмов в ее образовании. Он доказал, что живые организмы не просто живут в биосфере, а активно участвуют в ее создании и формировании. А так же доказал значение фотосинтеза и его роль в формировании биосферы, состав биосферы.

1. Живое вещество – это совокупность тел живых организмов и непосредственно продукты их жизнедеятельности.

2. Биогенное вещество - это вещество, в создании которого живые организмы принимали непосредственное участие (торф, уголь, нефть).

3. Косное вещество – это вещество в составе которого живые организмы не принимали участия (минеральные вещества).

4. Биокосное вещество – это смесь биогенного вещества с минеральными породами (вода, почва и др.)

Между всеми формами вещества в биосфере непрерывно идет обмен веществом и энергией. Живые организмы вовлекают косное вещество в биохимические круговороты, вызывают биогенную миграцию атомов.

1. Литосфера – это твердая оболочка Земли. Ее верхний слой образован гранитом и осадочными породами, нижний базальтом. Под водами нет гранита.

2. Атмосфера – газовая оболочка Земли, состоящая из следующих слоев:

1) Тропосфера (9-16 км);

2) Стратосфера (16-50 км);

3) Мезосфера (50-80 км);

4) Ионосфера (80-1000 км).

3. Гидросфера – водная оболочка Земли. Состоит из мирового океана и прибрежных морей (95%), континентальных водоемов, подземных вод и льдов.

Распространение биосферы на Земле. Биосфера включает: в атмосфере – вся тропосфера и часть стратосферы (примерно 20-25 км), в гидросфере – жизнь распространения повсеместно, в литосфере нижняя граница определяется уровнем грунтовых вод и залежей нефти, где обитают анаэробные м/о, иногда споры аэробных и грибов (примерно 7-10 км). Наибольшая концентрация биомассы находится на поверхности суши, поверхностных водах и верхнем слое литосферы (в почве).

Этапы эволюции биосферы:

1. Абиотическая эволюция – это геологические климатические изменения на Земле

I. Образование Земли из газового облака;

II. Конденсация водяных паров, возникновение круговорота воды и химических реакций в растворах;

III. Возникновение абиогенных круговоротов веществ за счет энергии солнца;

IV. Абиогенный синтез органический веществ.

2. Биотическая эволюция (биогенез):

V. Появление первых прокариотических организмов;

VI. Появление фотосинтеза;

VII. Появление аэробного типа питания;

VIII. Усложнения биогеохимических круговоротов;

IX. Усложнение строения и функция живых существ, увеличение биологического разнообразия;

X. Образование озонового слоя;

XI. Выход жизни на сушу;

3. Появление человека;

XII. Биологическая и социальная эволюция человека;

XIII. Возрастание степени влияния человека на биосферу;

XIV. Изменение человеком облика Земли.

4. Превращение биосферы в ноосферы. Ноосфера – этот термин впервые применил в 1927 г. французский философ Э. Леруа.

Лекция 2: Экосистемы

Биоценоз -это совокупность популяций организмов всех видов (растений, животных, м/о) проживающих совместно на одной территории и взаимодействующих между собой и окружающей средой. Территория на которой обитает биоценоз называется биотопом (экотопом). Совместно с окружающей их абиотической средой биоценозы образуют единые функциональные системы – экосистемы. Термин «экосистема» впервые применил в 1935 г. английский геоботаник А. Тенсли. Экосистема – это совокупность организмов (автотрофов и гетеротрофов) и элементов абиотической среды, в которой могут совершаться круговороты веществ и движение потока энергии.

Функции экосистем:

1. Синтез органического вещества;

2. Осуществление круговоротов веществ;

3. Движение потока энергии

Обязательные компоненты экосистем:

1. Комплекс элементов абиотической среды (климат, вода, почва);

2. Организмы продуценты;

3. Организмы консументы;

4. Организмы редуценты.

Взаимодействие продуцентов, консументов и редуцентов позволяет экосистеме выполнять свои функции, т.е. производить биогеохимические круговороты веществ и осуществлять движение потока энергии. Для стабильного существования экосистем необходимо не только наличие этих компонентов, но и оптимальное соотношение между ними. При нарушении баланса между группами может произойти разрушение экосистемы. Чтобы этого не произошло, имеются регулирующие механизмы, поддерживающие численность всех популяций в динамическом равновесии.

Экологические факторы, их классификация. Экологическими факторами называются все явления и элементы среды, способные оказывать воздействие на организм, их популяции, на скорость и направление процессов происходящих в экосистеме. Классификация факторов:

1. По отношению к экосистеме:

· Внешние (экзогенные) факторы – это факторы, действующие на экосистемы из вне, но сами не испытывающие ее обратного воздействия (климатические факторы);

· Внутренние (эндогенные) факторы – это факторы, которые являются свойствами самой экосистемы или результатом взаимодействия ее компонентов.

2. По природе:

· Абиотические (климатические факторы);

· Биотические факторы, которые могут быть внутривидовые и межвидовые;

· Антропогенные факторы, которые могут быть химические, физические, биологические – все то, что связано с деятельностью человека.

3. По времени действия:

· Факторы, действующие постоянно (постоянный состав атмосферы);

· Периодические факторы – факторы, действующие с определенной периодичностью (поры года);

· Не периодические факторы (возникающие внезапно) – они могут абиотические (вулкан, пожар, цунами), а могут быть биотические (увеличение или уменьшение численность какого-либо вида животных или растений, что может повлечь изменение пищевых связей или распространение заболеваний); антропогенные факторы.

4. В зависимости от среды, в которой они действуют:

· Атмосферные,

· Почвенные;

· Водные.

Действие экологических факторов на организмы. Эффекты действия экологических факторов подчиняются определенным закономерностям. В соответствии с интенсивностью действия для каждого фактора можно выделить зоны действия:

1) Зона оптимума, в пределах которой условия для жизнедеятельности организма благоприятны.

2) Зона угнетения (стресса), в которой жизнедеятельность угнетается.

3) Зона гибели, где жизнедеятельность не возможна и наступает смерть.

Эффекты действия экологических факторов различны на разных уровнях организации живого. При действии факторов на конкретный организм он может ответить:

1) Поведенческими реакциями;

2) Физиологическими реакциями;

3) Морфологическими реакциями.

При действии факторов на целую популяцию, может изменить ареал ее распространения, ее численность, плотность, рождаемость, смертность и т.д.

Экологические последствия факторов:

1) Положительные (заповедники, воспроизводства природных ресурсов, рекультивация земли);

2) Отрицательное или негативное воздействие на биосферу (вырубка леса, мелиорация болот, загрязнение окружающей среды, изменение численности растений и животных).

Лекция 3: Антропогенные изменения природной среды. Экологически проблемы

Экосистемы могут быть естественные и искусственные. Естественные экосистемы в зависимости от размера делятся:

1) Микроэкосистема (поляна в лесу, лесное озеро);

2) Мезоэкосистема (лес);

3) Макроэкосистема (региональные сообщества);

4) Глобальная экосистема (вся биосфера).

Искусственные экосистемы (агроцинозы) – это системы созданные человеком для своих целей (парк, сад, поле, огород). Агроцинозы отличаются от естественных экосистем следующими признаками:

1) В агроцинозах снижены видовые разнообразия различных организмов (яблоневый сад);

2) Для повышения продуктивности агроцинозов человек вносит дополнительную энергию (поливает водой, вносит минеральные удобрения).

Ведение сельского хозяйства с применением средств дополнительной энергии называется интенсивным или индустриальным. Такое хозяйство очень энергоемко и дорогостояще. Кроме того внесение удобрений, пестицидов, и других веществ неблагоприятно для почвы и для качества получаемой продукции.

Дата добавления: 2014-01-04