Гай Анжела Эвгенівна – лектор. 5.602б

Література:

1. Основи екології. Запольський, Салюк

2. Білявський Основи екології

12.09.2012 Лекція 1. Екологія як наука, мета, завдання, терміни та визначення.

Екологія – наука, яка вивчає взаємодію організмів, їх угрупувань і середовище існування. Науковий аспект екології – пошук закономірностей розвитку природи та їх пояснень. Прикладний аспект – застосування всіх набутих знань для вирішення проблем, які пов’язані з охороною навколишнього середовища.

Перший сектор екологічних досліджень в Україні був відкритий у 1930р у Харкові в універі ім. Каразіна.

Об’єктом вивчення екології є екологічні (еко) системи.

Екосистема – це угрупування різних видів рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, які взаємодіють між собою і навколишнім середовищем таким чином, що дане угрупування зберігається тривалий час завдяки обміну речовин, обміну енергії та обміну інформації.

Класифікації екосистем:

1. За рівнем біотичних зв’язків:

   1. Мікро екосистема (мурашник, гниюче дерево)

   2. Мезо екосистема (ліс, озеро)

   3. Макро екосистеми (континенти, океани)

   4. Глобальна екосистема – біосфера (атмосфера, гідросфера, літосфера)

2. За ступенем трансформації в результаті діяльності людини:

   1. Природні (без втручання людини)

   2. Природно-антропогенні

   3. Антропогенні (повністю перероблені та закриті, наприклад стадіон)

Основні природні екосистеми планети

На суходолі основними природними системами є тундра, Тайга, листяні ліси помірної зони, степи, тропічна і субтропічна злакова рослинність, вічнозелений тропічний ліс, савана, пустелі, болота, луки.

Для водойм виділяють екосистеми стоячої води (озера, ставки), екосистеми текучої води (річки, струмки), екосистеми відкритого океану, екосистеми континентального шлейфу (прибережні території до глибин 200м), естуарії – затоплені дельти річок.

Кожна екосистема складається з біоценозу і біотопу.

26.09.2012 Лекція 2.

Біотоп – ділянка поверхні землі з більш-менш однотипними умовами існування (грунти, клімат, кількість опадів, радіації, висота над рівнем моря).

Біоценоз – історично сформована сукупність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, які населяють біотоп.

Кожний біоценоз складається з:

1. Фітоценоз (рослинна компонента)

2. Зооценоз (тваринна компонента)

3. Мікробіоценоз (мікроорганізми)

4. Мікоценоз (гриби)

Едафотоп – грунти і ґрунтовні води при взаємодії з компонентами біоценозу.

Кліматоп – атмосфера у взаємодії з компонентами біоценозу.

Екотоп – екосистема до складу якої входять усі вище перечисленні «топи» (не живе середовище).

Елементи живого середовища – ценози, неживого – топи.

Всі компоненти, які входять до складу екосистеми впливають один на одного.

Екологічні фактори – це елементи середовища, які суттєво впливають на життєдіяльність живих організмів.

Фактори екологічних груп:

1. Біотичні – пов’язані з живим середовищем.

2. Абіотичні – фактори неживого середовища (температура, вологість, освітлення)

3. Антропогенні фактори – пов’язані з діяльністю людини.

За направленістю дії екологічні фактори прийнято поділяти на внутрішні та зовнішні.

За характером дії поділяють на прямі або опосередковані.

Будова біосфери та їх функціонування

Етапи еволюції біосфери:

1. Виникнення геологічного колообігу речовин (4,6 млрд. р. тому). Формування ранньої земної кори, атмосфери і гідросфери.

2. Хімічна еволюція (4,6-3,8 млрд. р. тому). Розвиток процесів синтезу і накопичення простих органічних сполук необхідних для існування життя.

3. Виникнення біологічного колообігу речовин (3,8-1,2 млрд. р. тому). Формування ранньої біосфери та кисневої атмосфери.

4. Заселення суходолу і виникнення сучасного біорізноманіття (1,2 млрд. р. тому і до сьогодні).

Першими живими організмами були анаероби (могли жити в безкисневому середовищі). Потім виникли автотрофи (були здатні синтезувати органічну речовину з неорганічних сполук). Першими автотрофними організмами були ціанобактерії(синьо-зелені водорості). Саме ці бактерії дали початок розвитку процесів у трофічному ланцюзі продуценти, консументи і редуценти.

Ланцюг живлення – послідовність груп організмів, кожна ланка якої є поживою для наступної.

Продуценти (той хто виробляє, з латини) – синтезують органічні речовини з неорганічних сполук.

Консументи – споживачі продуцентів та того, що вони виробляють.

Редуценти – відновлюють рештки органіки у неорганічні сполуки.

Якщо ланцюг живлення починається з фото синтезуючих продуцентів, то це ланцюг видання (трава – миша – сова – яструб – пухоїд).

Якщо ланцюг живлення починається з відмерлих решток, це детритний ланцюг (ланцюг розкладання). Приклад: гній – жук гнойовик – ворона – яструб – пухоїд.

При переході однієї ланки трофічного ланцюга на іншу ланку втрачається велика кількість енергії (теплоти). Тому ланцюги живлення не великі і складаються від двох до п’яти…

На основі ланцюгів живлення складаються екологічні піраміди. За правилом екологічної піраміди рослинної маси повинно бути в 10 разів більше, ніж маси рослиноїдних тварин.

Біосфера є відкритою термодинамічною системою. Енергію біосфера отримує з сонця та від розкладу радіоактивних елементів.

Потрапляючи у біосферу енергія розсіюється і трансформується підпорядковуючись двом фундаментальним законам термодинаміки:

1. Закон збереження енергії

2. Перехід енергії з однієї форми в іншу

Основні компоненти біосфери:

1. Жива речовина (рослини, тварини і т.д.)

2. Біогенна речовина (органічні і органо-мінеральні продукти, які створені живими організмами впродовж геологічної історії: торф, нафта, газ, горючі сланці і т.д.)

3. Нежива або косна речовина – гірські породи неорганічного походження і вода які можуть бути субстратом або середовищем для проживання живих організмів.

4. Біокосна речовина – синтез живої і неживої речовин. Відносять грунти, осадові гірські породи, мули або намули (підводні грунти).

5. Радіоактивне випромінювання.

6. Космічна речовина – космічний пил та метеорити.

Колообіги хімічних елементів

Утворення живої речовини та її розклад – дві сторони процесу біологічного колообігу хімічних елементів.

Причиною виникнення колообігів є обмеженість елементів з яких будуються тіла організмів.

Колообіг вуглецю

Колообіг вуглецю є одним з найінтенсивнішим серед усіх біогеохімічних циклів. У біосфері вуглецю понад 12 тисяч мільярдів тонн. Колообіг вуглецю відбувається між живою речовиною і неорганічним середовищем. Викопні вуглеводні (нафта, газ, торф) участі у колообігах не приймають.

Існують два резервні фонди вуглецю:

1. Газоподібний вуглець атмосфери;

2. Розчинений у водах світового океану (в 50 разів більше ніж у атмосфері).

Щорічно вищі рослини при фотосинтезі поглинають 200 мільярдів тонн вуглецю. Якби вуглець не повертався у атмосферу, його запаси б швидко вичерпались. Повний цикл обміну атмосферного вуглецю здійснюється за 300 років. Циркуляція проходить завдяки фотосинтезу та процесів дихання. Колообіг вуглецю є найінтенсивнішим.

Колообіг кисню

Атмосферний кисень і кисень який міститься у гірських породах і мінералах біогенне походження. Формування озонового шару відбулося коли озоновий шар складав 1% в повітрі.

Кожні дві тисячі років кисень проходить через живу речовину біосфери. За час свого існування людством було втрачено понад 270 мільярдів тонн кисню (на спалювання палива).

Колообіг азоту

Азоту в повітрі 78.1%. Колообіг азоту є одним з найскладніших. Велика кількість живих організмів забезпечує швидку циркуляцію азоту в різних екосистемах. Газоподібний азот безперервно надходить в атмосферу завдяки діяльності денітрифікуючих бактерій. Бактерії фіксатори разом з цианофітами (синьо-зелені водорості) постійно поглинають азот і перетворюють його на нітрати. Найактивнішими споживачами азоту є бактерії бобових рослин.

Рослини постачають бактеріям вуглеводи, а бактерії рослинам – органічний азот. І цей азот вони синтезують з газоподібного азоту атмосфери. У водному середовищі також існують різні види нітрифікуючих бактерій, але головна роль для відновлення азоту належить синьо-зеленим водоростям. Частина азоту надходить в атмосферу в результаті виверження вулкану.

Колообіг кисню завжди ускладнений через здатність кисню утворювати нові сполуки, колообіг азоту найскладніший (за механізмом циркуляції).

Колообіг фосфору

Фосфор належить до одного з основних елементів живої речовини і запаси фосфору знаходяться у літосфері. Основними джерелами неорганічного фосфору є вивержені гірські породи. Неорганічний фосфор розчиняється континентальною (прісною) водою та залучається до трофічних ланцюгів шляхом використання його автотрофу (продуцента). Завдяки осадженню частини фосфору на великій глибині даний колообіг часто не є замкненим.

Колообіг фосфору повністю не замикається.

Цілісність і стійкість екосистем забезпечується коло обігом хімічних елементів, використанням сонячної енергії і передачею енергії по ланцюгам живлення.

10.10.12

На самостійне опрацювання:

1. Глобальні екологічні проблеми

2. Основні закони та принципи в екології (закони Б. Коммонера, закон мінімуму Лібіха, закон толерантності Шелфорда, закон біогенної міграції атомів – закон Вернадського, закон піраміди енергій – закон Ліндемана (десяти відсотків), закон ноосфери Вернадського, принцип природності або правило старого автомобіля – принцип Реймерса).

Охорона атмосферного повітря

Атмосфера оточує планету і обертається разом з планетою. Атмосфера має газовий виступ і він являє собою скупчення азоту і кисню, він завжди направлений протилежно сонцю. Маса атмосфери дорівнює 5,15* тонн. Нижня границя атмосфери – поверхня материків та океанів. Верхня межа атмосфери визначається за ступенем його густини. Густина повітря при землі 1,24.

Характеризуючи атмосферу можна виділити два основних аспекта. Функції атмосфери:

1. Захисні функції

2. Атмосфера виступає як середовище для існування живих істот.

Забрудненістю атмосфери називають несприятливі зміни стану атмосферного повітря, які цілком або частково зумовлені діяльністю людини і які безпосередньо або опосередковано впливають на: розподіл енергії, рівні радіації, фізико-хімічні властивості та на умови існування живих організмів.

24.10.2012