3. Пдк. Вредных веществ в водной среде.

8. объект определяемый не только координатами Х и У, но и аппликтикой Z, к-ая входит в число атрибутов, образующих её объект.

9. Тело – это трёхмерный объект, описываемый тройкой координат и ограниченный поверхностями.

Общее числовое описание пространственного объекта включает наименование, указание местоположения, набор св-в, отношение с иными объектами.

Наименование объекта служит его географ-ое имя или условный код (идентификатор).

Местоположение в зав-ти от его типа опред-ся парой или тройкой координат.

Перечень св-в соответствует его атрибутам (качественным или количественным харак-ам,к-ые добавляются к цифровому объекту и описывает одно изего св-в).

Под отношением с иными объектами понимают топологические св-ва: размерность, замкнутость, связность, простота.

26. Системы, являющиеся основными изучаемыми объектами в экологии.

Дадим определения основным изучаемым объектам в экологии с использованием принятых в теории множеств знаков Ç, Î, ®, È, для описания взаимодействия, принадлежности, характеристики и объединения объектов.

Символическая запись позволяет однозначно представить сравниваемые понятия: P_i– популяцияi, В- биоценоз, E - экотоп, S – некоторая область пространства, Ph – пространство в границах фитоценоза, R – характеризующие объект потоки энергии.

Сообщество – это группы взаимодействующих популяций, которые встречаются в одной и той же области: P_iS

Экосистема – это множество популяций биотического сообщества, составляющих изолированный фрагмент трофической сети, вместе с замкнутыми циклами биогенных элементов и компонентами неживой природы у:

(B E) S  R .

Из данного определения следует, что экосистема в отличие от сообщества обязательно включает в себя автотрофные элементы, т.к. в противном случае невозможно получение замкнутых биогеохимических циклов.

К настоящему времени сложилось два понимания экосистемы: узкое и широкое.

При узком (традиционном) понимании к экосистемам (А. Тенсли, 1935) относятся только такие совокупности организмов и условий среды, в которых имеется режим саморегуляции: естественные леса, озера, массивы болот, моря, и т. д. Если эти экосистемы нарушить, (разумеется, до определенного предела), то они восстановят себя, если не в прежнем составе, то во всяком случае в близком к прежнему.

При широком понимании (Одум, 1986) к экосистемам относятся любые совокупности взаимодействующих организмов и условий среды их обитания вне зависимости от того, имеется в них механизм саморегуляции или нет. В этом случае как система может быть рассмотрен город, сельскохозяйственная ферма, лесополоса, кабина космического корабля.

Биогеоценоз – взаимообусловленный комплекс живых и косных (абиотических, неживых) компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии: (B  E)PhR Биогеоценоз состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (экотоп) частей, которые связаны непрерывным обменом веществ и представляют собой энергетически и вещественно открытую систему. По границам биогеоценоз совпадает с фитоценозом.

Фитоценоз – совокупность популяций видов растений, которые связаны с условиями среды и между собой в границах более или менее однородного по экологическим режимам участка территории или акватории.

Фитоценоз является частью биогеоценоза, его основным энергетическим блоком, аккумулирующим солнечную энергию. Примерами фитоценоза являются сосняк черничный (в лесу), луг-овсяничник разнотравный (на лугу).

Границы биогеоценоза определяются по горизонтали границами входящего в него фитоценоза, а по вертикали – высотой надземных органов растений и глубиной проникновения их подземных органов, а также микроорганизмов.

Не каждую экосистему можно считать биогеоценозом, тогда как всякий биогеоценоз является экологической системой.

Все рассмотренные объекты являются системами взаимодействующих биоценотических и экотопических составляющих и различия наблюдаются лишь в определении границ этих систем в природе.

27. Иерархические уровни экологических систем

и их количественные характеристики

1) Первым уровнем иерархии экосистем, выделенных по биотическим факторам, считается особь популяции, принадлежащей к определенному виду.

В последнее время часто высказываются предположения о том, что вид является, скорее, понятием зоологическим или ботаническим, а не экологическим. Поэтому некоторые ученые, например, А.И. Баканов, предлагает в качестве элементарной неделимой единицы считать экон.

Экон – это элементарная экологическая единица, включающая группу организмов, использующих одни и те же ресурсы одинаковым образом, играющих одинаковую роль в экосистеме, т.е. занимающих близкие или сильно перекрывающиеся экологические ниши

2) Вторым уровнем экосистемы является группа – множество особей, параметры состояния которых одинаковы или находятся в некоторых заданных пределах. Например, множество особей, находящихся на одинаковой стадии развития, весовые группы, возрастные группы. Состояние группы определяется ее мгновенной численностью и статистической функцией распределения всех регистрируемых показателей функционирования отдельных организмов.

3) Третий уровень иерархии экосистемы составляют популяции – множество особей или групп особей, обладающих свойством самовоспроизведения и способностью совместно адаптивно реагировать на изменение внешней среды. Большинство характеристик и свойств группы особей можно перенести и на популяцию.

4) Четвертый уровень иерархии экосистемы представляет собой множество популяций, характерных сходными кормовыми связями, т.е. трофический уровень. В.Д. Федоров и Т.Г. Гильманов отмечали, что понятие функциональной (трофической) группировки более важно для понимания целостных свойств экосистемы, чем понятие популяции. Чаще всего сообщество характеризует не видовой состав, а преобладание и соотношение тех или иных жизненных форм. Основное в системе – не тождественность элементов, а наличие определенных связей. В системе может происходить полная замена элементов, но она сохраняется при условии сохранения преемственности между элементами и типами связи.

Такие "простые свойства", как численность или биомасса, выраженные в абсолютных значениях, уже не будут являться объективными интегральными характеристиками трофического уровня. Они сильно зависят от видового состава, который формируется самим исследователем, исходя из его субъективных убеждений. Поэтому в качестве оцениваемых параметров трофического уровня используются биоэнергетические характеристики, в соизмеримых единицах энергии (ккал/м²) или информации.

5) Пятый уровень – экосистемный. Как правило, в природе имеются не независимые друг от друга пищевые цепи, а более разветвленная по сравнению с трофическими уровнями система трофических связей. С помощью пищевых сетей ценоячейки разных трофических уровней объединяются в единую систему - экосистему.

Основными количественными показателями для экосистем являются следующие: плотность видов S(оценка числа видов, характерная для данной точки экосистемы), плотность организмов N (численность особей каждого вида, приходящаяся на единицу размера экосистемы, (экз/м²)), плотность биомассы B (кг/м² ), продукция – это количество биомассы (или соответствующей энергии), созданной на какой-либо единице площади за определенный промежуток времени (например - т/га в год или кДж/га в год).

Соотношение продукции и биомассы (П/Б) показывает скорость оборота биомассы, т.е. фактически интенсивность круговорота в экосистеме.

При изучении экосистемы вначале нужно охарактеризовать ее типологическую принадлежность (например, экосистема озера, водохранилища, пруда), далее можно указать обилие (распространенность) и разнообразие (число видов систем данного класса). Затем характеризуется степень выделенности экосистемы, т. е. четкость и характер границ, отделяющих ее от других экосистем, причем границы могут быть разной степени континуальности, а также могут быть естественными и конвенционными. Представляет интерес размер экосистемы, который может быть выражен через занимаемую ею площадь, объем или же массу живого вещества, входящего в нее. После количественного изучения отдельных структур экосистемы необходимо оценить ее состояние в целом.

Энергетическая функция живых организмов в системе

Энер-я фу-я вып-тся, прежде всего, раст-ми, кот-е в процессе фотосинтеза аккум-т солн-ю Е. Солн-й свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой Е, пос-ей в био-у, погл-ся атмосферой, гидро-й и лито-й, а т.ж. участ-т в вызванных ею физ-х и хим-х процессах Только около 1% накап-ся на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентр-м виде.  Каждый последующий этап развития жизни сопровож-ся все более интенс-м поглощ-м био-рой солн-й Е. Одновременно нарастала энергоемкость жизнедея-ти организмов в изменяющейся природной среде, и всегда накопление и передачу энергии осуществляло живое вещество. Под фотосинтезом понимается превращение зел. Раст-ми и фотосинтезир-и м/о при участии Е света и поглоща-х свет пигментов (хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, углекислого газа и минеральных элементов) в сложные орган.е вещества, необход-е для жизнеде-ти всех орган-в.  Процесс протекает следующим образом. Фотон сол-го света взаим-т с мол-лой хлорофилла, содер-егося в хлороп-сте зел-о листа, в рез-те чего высвоб-ся электрон одного из ее атомов. Этот электрон, перемещаясь внутри хлоропласта, реагирует с молекулой АДФ, кот-я, получив достат-ю допол-ю Е, превр-ся в молекулу АТФ – в-ва, явл-ся энергонос-м. -я молекула АТФ в живой клетке, содержащей воду и диоксид углерода, способствует образованию молекул сахара и кислорода, а сама при этом утрачивает часть энергии и превращается вновь в молекулу АДФ. В отличие от зеленых растений некоторые группы бактерий синтезируют органическое вещество за счет не солнечной энергии, а энергии, выделяющейся в процессе реакций окисления серных и азотных соединений. Этот процесс именуется хемосинтезом. В накоплении органического вещества в биосфере он, по сравнению с фотосинтезом, играет ничтожно малую роль. Внутри экосистемы энергия в виде пищи распределяется между животными. Синтезированные зелеными растениями и хемобактериями органические вещества (сахара, белки и др.), последовательно переходя от одних организмов к другим в процессе их питания, переносят заключенную в них энергию. Растения поедают растительноядные животные, которые в свою очередь становятся жертвами хищников и т. д. Этот последовательный и упорядоченный поток энергии является следствием энергетической функции живого вещества в биосфере.