Лекция 3. Экологические основы охраны окружающей среды

Тема 1

Экологические основы охраны окружающей среды.

Лекция 2

Основные экологические понятия

Дом. задание (1) с.9-17; (7) с.15-24; (8) с.18-24.

Термин «Экология» образован от двух греческих слов «oikos» - дом, место проживания, родина и «logos» - наука, знание, в буквальном смысле – наука о родине, месте проживания.

Экологическая система – совокупность организмов и среды их обитания.

Экология – наука, изучающая экологические системы, их состав, структуру, функционирование и эволюцию.

Окружение – комплекс условий, который воздействует на организм и их место проживания.

Экологический фактор - любой элемент окружения, влияющий на живые организмы и на их взаимодействие.

Развитие «экологии» как науки происходило наиболее интенсивно во второй половине 19 века – начале 20 века. Этот период совпал с бурным ростом технического прогресса, освоением новых земель, резким увеличением численности населения. Результаты хозяйственной деятельности человечества стали соизмеримы с действием крупных геологических сил Земли. Прогнозирование изменений в живой и неживой природе в связи с развитием научно – технического прогресса, выбор рациональных путей нашего дальнейшего развития – основные задачи экологии как теоретической основы охраны окружающей среды.

Термин «экология» был введен Эрнстом Геккелем, немецким биологом, в 1866г. для обозначения «науки об отношениях организмов со средой обитания».

Русский ученый В.И.Вернадский развил учение о биосфере, взаимодействии живой и неживой природы.

Экологическая система обладает общими свойствами, характерными для сложных систем:

1. Эмерджентностью - (англ. неожиданно возникший) – это такой тип существования, когда свойства системы зависят не только от свойств составляющих её элементов, но и от взаимодействия между компонентами. Это взаимодействие может быть изменено получением какой – либо информации, внешним воздействием, развитием болезней внутри системы и т.д.

2. Принципом необходимого разнообразия элементов – разнообразие элементов, входящих в систему, является необходимым условием устойчивого функционирования системы.

3. Устойчивостью – определяется соотношением сил внутреннего и внешнего взаимодействия. При преобладании внешних сил над внутренними система разрушается или принимает другие свойства.

Способностью системы к саморегулированию и самосохранению – необходимое условие устойчивости.

4. Принципом неравновесности – системы с участием живых организмов характеризуются поступлением и оттоком энергии из них и являются открытыми, неравновесными системами.

5. Принципом эволюции – эволюция системы ведет к увеличению потока энергии, проходящую через систему.

Структура экосистемы

Выделяют следующие компоненты экосистемы:

¾ неорганические вещества (СО2, Н2О, Р, участвующие в круговоротах).

¾ органические соединения (белки, углеводы)

¾ воздушную, водную, почвенную и другую субстратную среду обитания, климатический режим

4. продуценты – (организмы, зеленые растения, бактерии), которые могут производить органические вещества из неорганических соединений, используя энергию Солнца.

5. консументы – организмы, питающиеся другими организмами (все животные)

редуценты – организмы, питающиеся мертвыми тканями (грибы, бактерии), превращая их в неорганические вещества.

Среда обитания

Среда обитания – комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях, т.е. непосредственное окружение организма.

Различают природную среду как наиболее общее понятие, и среду абиотическую и биотическую, как составляющие природной среды.

Абиотическая среда – явления природы, происхождение которых не связано с жизнедеятельностью организмов в настоящее время.

Биотическая среда – явления природы, возникшие в результате жизнедеятельности организмов в настоящее время.

Организм может существовать тогда, когда окружающая среда соответствует генетическим возможностям приспособления организма к этой среде. Организм сам способен влиять на окружающую среду (изменение состава атмосферы, геологические образования).

Законы экологии и классификация факторов среды

Первый и основной закон экологии: все связано со всем

Второй закон: все должно куда – то деваться

Третий закон: природа знает лучше человека

Четвертый закон: ничто не дается даром

Факторы окружающей среды могут действовать на организм как положительно, так и отрицательно. Фактор – (лат. factor – делающий, производящий), движущая сила, причина какого – либо явления, процесса. Принято классифицировать экологические факторы как абиотические, биотические, антропогенные (антропические).

Абиотические факторы – совокупность условий неорганической среды, влияющих на организмы.

Биотические факторы –совокупность влияний, оказываемых на организмы жизнедеятельностью других организмов.

Антропогенные факторы – совокупность воздействий деятельности человека на окружающий мир.

Абиотические факторы подразделяются на химические (состав атмосферы, воды, почвы), физические или климатические (температура, влажность, атмосферное давление, солнечная энергия).

Общие закономерности воздействия факторов среды на организм.

Факторы могут действовать прямо или косвенно, недостаточно или избыточно.

Благоприятная область действия – называется зоной оптимума фактора.

Эта зона ограничена зоной угнетения или стресса, в которой факторы не оптимальны, а зона стресса ограничена зоной гибели, где значения факторов повышает пределы устойчивости организма.

Организмы могут иметь широкую зону оптимума фактора и обычно такие организмы являются самыми устойчивыми и распространенными.

Факторы могут быть экзогенными (действующими снаружи – Солнце, осадки), эндогенными (вызванными внутренними причинами взаимодействия между организмами).

По изменчивости факторы подразделяются на

- переменные (смена освещенности в течение суток, изменение скорости ветра)

- постоянные (сила земного притяжения)

По ритму действия:

- периодические (смена времен года, приливы)

- непериодические (атмосферное давление, скорость ветра)

По характеру действия на живые организмы:

- витальные, непосредственно воздействующие на жизнеспособность, и сигнальные, информирующие о наступлении действия витальных факторов.

Учение В.И.Вернадского о биосфере

Понятие «биосфера» было введено австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 году.

«Биосфера» - область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

В.И.Вернадский выяснил исключительную роль «живого вещества» в преобразовании Земли, выделил 7 основных частей биосферы:

1. живое вещество

2.биогенное вещество (раньше было живым, но превратилось в ископаемое)

3. косное вещество (газы, горные породы)

4. биокосное вещество (почва, поверхностные породы)

5. радиоактивное вещество (уран, плутоний)

6. рассеянные атомы (редкоземельные и трансурановые элементы)

7.вещество космического происхождения (космическая пыль, метеориты).

За счет космической пыли масса Земли ежегодно увеличивается на 5 млн. тонн.

Роль живых организмов в биосфере

Жизнь – это связующее звено между Космосом и Землей. Живые организмы создают почву, изменяют состав атмосферы, произвели запасы нефти, угля, газа, торфа. Общая биомасса живого вещества 2420 млрд. тонн, причем 98% - это биомасса наземных растений.

Функции живого вещества

1.Энергетическая – поглощение энергии Солнца, тепла Земли и перераспределение этой энергии в биосфере.

2.Средообразующая – растения в процессе роста и разложения вырабатывает кислород, углекислый газ, метан.

3. Концентрационная – живые существа собирают из окружающей среды различные химические элементы, в живых существах концентрация в тысячу раз больше, чем в окружающей среде.

4. Деструктивная – поглощение солей из почвы, вовлечение их в биологический круговорот.

5. Окислительно– восстановительная- изменяют валентность железа, марганца, что дает начало новым химическим реакциям.

6. Транспортная – переносят вещества в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Окислительно–восстановительную реакцию фотосинтеза с участием энергии Солнца можно представить следующим уравнением:

nCO2 +2nH2O--------(CH2O)n + nO2.

углеводы

На производство 1грамма сухого вещества (листья, стебли) зеленым растениям необходимо от 0,4 до 1 литра воды.

С участием серобактерий фотосинтез идет по следующему уравнению:

CO2 + H2O---------(CH2O)n + S

углеводы

Свойства живого вещества

Связывает звенья биосферы.

Улавливает энергию Космоса и преобразует ее в химическую, тепловую и другие виды энергии.

Способно к самовоспроизведению.

Способно к неограниченному развитию (по Вернадскому «напор жизни»).

Контрольные вопросы

1 Сформулируйте понятие «Экология» и Экологический фактор».

2 Охарактеризуйте свойства экологических систем.

3 Раскройте структуру экосистемы.

4Классифицируйте экологические факторы.

5Проанализируйте уравнения фотосинтеза и объясните их значение.

6 Назовите составляющие биосферы.

7 Объясните свойства и функции живого вещества.

Дата добавления: 2015-06-27