5.Флуктуації чисельності популяції

Флуктуація (від лат.,) — коливання чисельності популяції.

У разі припинення зростання популяції величина AN/t близька до нуля, щільність популяції знаходить тенденцію до флуктуацій щодо верхнього граничного рівня. Це має місце навіть в популяціях, у яких відрегульовані механизми саморегулювання чисельності. Флуктуації чисельності в популяціях можуть відбуватися з наступних причин:

• зміни умов зовнішнього середовища;

• внутрипопуляционні дії;

• взаємодії з іншими популяціями.

ТЕМА: ФІТОЦЕНОЛОГІЯ, ДИНАМІКА БІОЦЕНОЗІВ

Фітоценоз — закономірне поєднання рослин на території з певними взаємостосунками між ними і з властивими їм умовами місцезростання, це будь-яка сукупність як вищих, так і нижчих рослин, які займають дану однорідну ділянку земної поверхні, з лише їм властивими взаємостосунками й умовами місцезростання, які створюють своє особливе середовище, фітосередовище.

Особливими ознаками морфологічної структури (будови) фітоценозів є:

а) флористичний склад: б) екологічний склад: в) популяційний склад: г) рясність виду: д) проектне покриття: е) ярусність: є) зовнішність.

Екологічному типу рослин — ксерофіту, мезофіту, гігрофіту, галофіту та іншим відповідають певні умови місцезростання.

Динаміка фітоценозів відбувається під впливом внутрішніх і зовнішніх, сучасних та історичних факторів, а також внаслідок філогенезу (процесу історичного розвитку виду). Розрізняють добову, сезонну, річну та стадійну динаміки фітоценозів.

Екотон – просторово обмежене угруповання, яке утворює перехід між двома іншими чітко відмінними між собою угрупованнями

Континуум рослинності - безперервне заміщення одних видів рослин іншими вздовж градієнта місцезростання

Асоціація — це сукупність ділянок рослинності з однорідною фізіономічністю та спільними домінантами у всіх ярусах.

ТЕМА: ЕКОСИСТЕМОЛОГІЯ ( БІОГЕОЦЕНОЛОГІЯ)

Екологічна система — сукупність організмів, та умов їх існування, закономірно взаємозв'язаних між собою, що утворюють систему взаємозумовлених біотичних, абіотичних явищ і процесів, де відбувається кругообіг речовин та енергії за участю продуцентів, консументів і редуцентів

Характеристика екосистем:

1. Екосистеми — це складові одиниці біосфери.

2. Екосистеми складаються з органічної та неорганічної речовин.

3. Між компонентами екосистеми існує обмін речовин та енергії. У термодинамічному відношенні екосистеми — відкриті системи.

4. Екосистеми мають певну стабільність і чітко виражений внутрішній кругообіг речовин. Вони здатні певною мірою до саморегуляції (гомеостаз).

5. Екосистеми склалися в ході довготривалої еволюції. Це результат адаптації видів до навколишнього середовища.

Емерджентність - виникнення нових властивостей, які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів

Екосистема завжди включає 2 компоненти — біоценоз і біотоп.

Консорція— група видів тварин і рослин, пов'язаних харчовими та топічними зв'язками з окремими особинами популяції будь-якого виду рослин чи тварин. Кожна консорція має особину одного виду рослин — центрального члена консорції, з яким зв'язані різні види рослин і тварин — консорти.

Гільдія — трофічне угруповання, група видів, які використовують один і той самий клас ресурсів середовища в однаковий спосіб

Екологічна ніша — функціональне місце виду в екосистемі. Еконіша — це не стільки територіальне розміщення виду в екосистемі, скільки специфічність способу життя організмів даного виду в угрупованні, зовнішній вияв його потреб

Продуценти – організми, що синтезують органічну продукцію.

1.Консументи 1-го порядку — споживачі; існують безпосередньо за рахунок продуцентів. Це рослиноїдні тварини,такі як корова, миша, заєць, цвіркун, карась, сарана перелітна, а також тварини — паразити рослин.

2.Консументи 2-го порядку — споживачі, які живляться консументами 1-го порядку. Це м'ясоїдні які з'їдають рослиноїдних тварин, та паразити рослиноїдних. Наприклад, лисиця, сова, змія, щука, печінковий сисун, сонечко семикрапкове.

З.Консументи 3-го порядку, які живуть за рахунок консументгв 2-го порядку. Це м'ясоїдні, що живляться м'ясоїдними (бурий ведмідь, тунець, кальмар, кашалот та паразити консументів 2-го порядку).

Редуценти – організми, що розкладають органічну продукцію

Типи пірамід: піраміда живлення, піраміда чисел, енергії

Екологічні системи, як і всі живі істоти, підкоряються двом фундаментальним законам природи: першому та другому законам термодинаміки.

Перший закон термодинаміки — енергія не зникає й не виникає. Вона переходить з однієї форми в іншу. Загальна сума енергії залишається постійною.

Другий закон термодинаміки — ефективність переходу енергії з однієї форми в іншу ніколи не буває 100 %. Усі форми енергії спонтанно намагаються перейти в менш організовану, більш хаотичну форму (ентропію).

Сукцесія— це зміна угруповань організмів і біотопу під впливом взаємодії організмів між собою та з неживою природою.

Клімакс — кінцевий стабільний стан рослинногс угруповання, що перебуває в рівновазі з оточуючим середовищем Концепція клімаксу належить Фредеріку Клементсу (1916),

Біогеоценоз — певна територія з однорідними умовами існування, населена взаємопов'язаними популяціями різних видів, об'єднаними між собою та з фізичним середовищем існування колообігом речовин і потоком енергії.

ТЕМА: БІОСФЕРА- ГЛОБАЛЬНА ЕКОСИСТЕМА ЗЕМЛІ

Біосфера — це цілісний комплекс усіх екосистем планети, відкрита термодинамічна система, яка зовні отримує енергію для синтезу органічних сполук і виділяє в природне середовище компоненти, що включаються в кругообіг і забезпечують її стійкість.

Компоненти біосфери:

1. жива|жвава| речовина — сукупність всіх живих|жвавих| організмів на Планеті (рослин, тварин, мікроорганізмів);

2. біогенна речовина — речовина, що створюється і переробляється живими|жвавими| організмами впродовж|упродовж| геологічної історії ( бітуми, вапняки, вугілля, нафта, торф, гумус, вапняк та інші породжені життям)

3. нежива речовина в утворенні якої організми не брали участі (гірські породи абіогенного походження), тобто костна речовина (тверда, рідка, газоподібна) — речовина неорганічного походження

4. біокосна рвчовина — продукт взаємодії живої речовини і неживої матерії (грунт); 97% - неорганічної речовини і 7% органічної.

5. радіоактивна речовина — радіонукліди ⁺ К, U, які зумовлюють існуван­ня радіогенної теплоти, та продукти їх розпаду (радіоактивні елементи);

6. космічна речовина — космічний пил та метеорити.

Головні біохімічні функції живої речовини на планеті Земля

Енергетична функція	Проявляється у засвоєнні живою речовиною переважно сонячної енергії та передачі її по трофічному ланцюгу. В основі цієї функ­ції лежить фотосинтетична діяльність зелених рослин, які утво­рюють 98% всієї первинної продукції-планети, що складає близь­ко 150 - 200 млрд т сухої органічної речовини на рік; Одна частина|частка| цієї енергії перерозподіляється між рештою компонентів біосфери, інша накопичується у відмерлій органiці, утворюючи поклади біогенної речовини (торфу, вугілля, нафти), а третя частина|частка| розсіюється.
Газова функція	Здійснення енергетичної функції супроводжується виділенням та поглинанням кисню, диоксиду вуглецю та деяких інших газо­подібних сполук (метан, сірководень).. Завдяки газовій функції сформувався сучасний склад атмосфери, який дуже відрізняєть ся від добіосферного періоду
Концентраційна функція	Проявляється у вилученні та виборчому накопиченні живими організмами хімічних елементів оточуючого середовища. В резуль­таті концентраційної діяльності організмів відбулося накопичення покладів корисних копалин. Вапняк, торф; кам'яне вугілля тощо - це концентрат кальцієвих та вуглецевих сполук у тілах відмерлих живих організмів. Завдяки цій функції живі|жваві| організми можуть служити для людини джерелом як корисних (вітамінів, амінокислот), так і небезпечних для здоров'я речовин (важких|тяжких| металів, радіоактивних елементів, отрутохімікатів).
Окислювально-відновна функція	Полягає у хімічному перетворенні речовин, які мстять атоми зі змінним ступенем окислення. Окислювально-відновні реакції .лежать в основі будь-якого виду біологічного метаболізму
Деструкційна функція	Обумовлює процес розкладення організмів після їхньої смерті до мінеральних сполук, які через автотрофну ланку знов втягуються у біологічний колообіг. В результаті|унаслідок,внаслідок| цього утворюються біокосні і біогенні речовини, відбувається|походить| мінералізація органіки, тобто перетворення її у косну речовину.
Середовище-утворювальна	Полягає в трансформації хімічних параметрів середовища|середи| в умови, сприятливі для існування організмів. Вона забезпечує газовий склад атмосфери, склад осадових|осадових| порід літосфери і хімічний склад гідросфери, баланс речовин і енергії в біосфері, відновлення порушених людиною умов існування.

Властивості живої речовини:

1. Жива речовина характеризується величезною енергією, яка міститься в ній і здат­на виробляти роботу.

2. Швидкість перебігу хімічних реакцій у живій речовині завдяки участі ферментів у тисячі, а іноді в мільйони разів більше, ніж при виробництві речовин суто хімічними методами.

3. Індивідуальні хімічні сполуки, які входять до складу живої речовини (білки, нуклеї­нові кислоти тощо), стійкі тільки в живих організмах.

4. Живій речовині притаманна рухливість. Завдяки різним формам руху (розтіканню) жива речовина здатна заповнити собою увесь можливий простір («всюдність», життя). Цей процес В.І.Вернадський назвав тиском («напором») життя.

5. Живаї речовина має значно більше морфологічне та хімічне різноманіття, ніж нежива. Відомо більше 2 млн органічних речовин, що входять до складу живої речови­ни, тоді як кількість природних сполук (мінералів) складає лише близько 2 тис.

6. Жива речовина представлена у біосфері у вигляді окремих організмів (індивіду­умів), розміри яких коливаються_від от 20 нм до 100 м_у_рослин (діапазон більше 10⁹ )

7. Індивідууми ніколи не знаходяться на Землі у вигляді окремих популяцій організ­мів одного виду, вони завжди входять до складу екосистем.

8. Жива речовина існує на Землі у формі безперервного чергування поколінь, що сприяє її оновленню.

9. Жива речовина здатна до еволюційного процесу (спадковість та мінливість), завдяки якому відбувається порушення абсолютного копіювання попередніх поколінь.

10. Жива речовина, _на відміну від неживої, постійно виробляе^: роботу .-виконує певну функцію.

Великий (геологічний) кругообіг - кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія Цей кругообіг має абіотичний характер Тривалість його існування - близько 4 млрд. років.

Процеси руху хімічних елементів, які відбуваються за участі живої речовини, називаються біогеохімічними циклами.

Малий кругообіг |кругообіг| речовин в біосфері (біогеохімічний), на відміну від великого, здійснюється|скоюється,чиниться| лише в межах біосфери. Суть|сутність,єство| його — в утворенні живої|жвавої| речовини з|із| неорганічних з'єднань|сполучень,сполук| в процесі фотосинтезу і в перетворенні органічної речовини при розкладанні знов|знову,щойно| в неорганічні з'єднання|сполучення,сполуки|.

ТЕМА: НООСФЕРА

Ноосфера - новий стан біосфе­ри - сфера розуму, гармонійнаї стабілізація умов життя на планеті

Серед складових частин ноосфери виділяють

антропосферу (сукупність людей як організмів),

техносферу (сукупність штучних об'єктів, створених людиною, та природних об'єктів, змінених в результаті діяльності людства) та

соціосферу (сукупність соціальних факторів, характерних для даного етапу розвитку суспільства і його взаємодії з природою).

Розглядаючи означену єдність природи та культури (у їхній взаємодії) у розвитку ноосфери доцільно розрізняти дві стадії:

1.Ноосфера у стадії її становлення, в процесі стихійного розвитку, починаючи з моменту виникнення «людини розумної»;

2.Ноосфера, що свідомо удосконалюється спільними зусиллями людей в інтересах як людства в цілому, так і кожної окремої людини.

ТЕМА:ТЕХНОГЕННИЙ ВПЛИВ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ АТМОСФЕРИ

Значення атмосфери:

1. Джерело СО₂ для фотосинтезу.

2. Джерело вільного О₂.

3. Наявність озонового екрану.

4. Зберігає тепло.

5. Переносить воду (дощі, сніги).

6. Середовище проживання для організмів.

7. Вплив на родючість грунту.

Атмосферне повітря складається із суміші газів :

N₂ (азот) - 78.08 %

О₂-20.9%

Аг (аргон) - 0.93 %

СО₂- 0.036%

Інші гази (неон, гелій, метан, криптон, водень) - 0.01 %

Атмосфера Землі складається з таких шарів:

• Тропосфера (до висоти 18 км)

• Стратосфера (до 50 км)

• Мезосфера (до 80 км)

• Термосфера (до 1000 км)

• Екзосфера (до 1900 км)

• Геокорона (до 2000 км)

Очищається повітря від газових домішок трьома способами:

• адсорбції рідиною;

• адсорбції твердою речовиною;

• каталітичного перетворення.

ТЕМА: АНТРОПОГЕННИЙ ВПЛИВ НА ГІДРОСФЕРУ

Гідросфера – водна оболонка Землі, яка включає всю атмосферну, наземну і підземну вологу у всіх агрегатних станах за винятком хімічно зв’язаної води у мінералах і гірських породах

Стічні води поділяються на:

2. побутові, або господарсько-фекальні;

3. виробничі (промислові);

4. дощові (атмосферні).

Розрізняють чотири класи якості води:

2. чиста вода – придатна для всіх видів використання, у т.ч. для пиття і розведення цінних видів риб, найбільш чутливих до забруднення;

3. мало забруднена вода – придатна для використання у комунальному водозабезпеченні тільки після відповідної підготовки. Може бути використана для відпочинку населення і рибоводства;

4. забруднена – непридатна у якості питної і для рибоводства, у промисловості може бути використана після відповідної підготовки;

5. сильно забруднена – непридатна для людини і використання у промисловості, для відпочинку і спорту.

Методи покращення якості води:

Освітлення та знебарвлення відбувається у послідовності:

а) попередня очистка від планктону та інших домішок мікро фільтрами і барабанними ситами;

б) коагуляція домішок сульфатом алюмінію Al₂(SO₄)₃$

в) осадження завислих речовин коагуляції у відстійниках;

г) фільтрація через фільтри з зернистою основою (керамзит, антрацит, кварцовий пісок) на підтримуючому шарі (гравій, щебінь).

Знезараження води – знищення патогенної мікрофлори – бактерій і вірусів реагентними (хлор, озон) та безреагентними (ультрафіолетове проміння) методами.

Хлорування – обробіток води хлорним вапном чи двоокисом хлору. У хлорному вапні іон кальцію пов’язаний з аніонами хлороватистої і хлористоводневої кислот, містить не більше 35% активного хлору. Двоокис хлору (ClO₂) – газ жовто-зеленого кольору, легко розчинний у воді. При епідеміях здійснюють суперхлорування – хлорування надлишковими дозами хлору.

Озонування води – обробіток води озоном – газом блідо-фіолетового кольору з характерним запахом, легко розпадається на атом і молекулу кисню. Молекулярний кисень і вільні радикали зумовлюють бактерицидний ефект. Озонування знебарвлює воду, знищує у ній смаки і запахи.

Обробіток УФ-промінням – промінням оптичного спектру від 275 до 200 нм. Їх джерелом служать ртутно-кварцеві лампи високого тиску потужністю до 2.5 кВт або ртутно-аргонні лампи.

ТЕМА: АНТРОПОГЕННИЙ ВПЛИВ НА ЛІТОСФЕРУ

Літосфера - зовнішня тверда оболонка Землі, яка включає всю земну кору частиною верхньої мантії Землі й складається з осадових, вивержених (магматичних) і метаморфічних порід.

• магматичні гірські породи появляються в результаті охолодження магми. П складу вони діляться на кислі(багато оксиду кремнію - це граніт) та основе (мало оксиду — базальт, габро).

• осадові породи появляються за рахунок порушення магматичних результаті діяльності організмів та перетворення осадків (піщаники" Осадочні породи представлені глинами, пісками, вапняками.

• метаморфічні породи утворюються на глибині при перекристалізаці магматичних і осадових порід під дією високого, температур, газів, водюк розчинів (вапняки перетворюються в мармур, сланці).

Екологічне значення літосфери:

1. На її поверхні живе більшість рослинних і тваринних організмів.

2. Верхня оболонка літосфери, це ґрунти.

3. Джерело отримання корисних копалин.

Гумус - це темна аморфна речовина, що утворюється внаслідок розклад гуміфікації органічної речовин

Рослини по відношенню до родючості поділяються на:

• оліготрофи (ростуть на багатих ґрунтах ) сосна, береза, акація.

• мегатрофи (ростуть на багатих ґрунтах) конвалії, проліски,

- мезотрофи (середньо вибагливі) осика, дуб, верба, каштан, вільха

деградація ґрунтів з втратою їх родючості.

Факторів дуже багато, основні з них:

1. Неправильне землекористування.

2. Знищення природних екосистем

3. Забруднення промисловими, сільськогосподарськими та побутовими відходами.

4. Забруднення ґрунту радіонуклідами після різних аварій, тощо.

5. Антропогенне забруднення (внесення пестицидів, агрохімікатів).

Ерозія (лат. роз'їдання) - називають руйнування ґрунту, що відбувається пц впливом вітру, води або механічної дії.

Водна ерозія буває:

• поверхневою;

• лінійною;

• береговою;

• іригаційною.

Вітрова ерозія (дефляція) — пов'язана з винесенням грунту вітром. Е вітровій ерозії відбувається одночасно три процеси:

Винесення, перенесення, і відкладення.

Існують види ерозії:

3. Штучна (пов'язана з діяльністю людини);

4. Ландшафта (до факторів, які сприяють її належить неправил розміщення робочих ділянок; культур по класах схилів; впорядкува польових доріг).

5. Пасовищна (нерегульований випас тварин).

6. Транспортна (колії від коліс та гусениць транспортних механізмів).

Заходи попередження водної ерозії:

1. Агротехнічні заходи ( які у свою чергу поділяються на загальні і спеціальні).

2. До загальних відносяться: оранка поперек схилу, плоскорізний обробіток ґрунту, культивація поперек схилу, щілювання.

До спеціальних заходів відносять:

- щілювання (до50см);

• кротування (на дні щілини утворюються отвір у вигляді круга, під ді спеціальної лапки);

• мульчування ( залишки соломи, кукурудзиння).

• вапнування.

2. Лісомеліоративні;

3. Гідро-технічні;

4. Організаційно-господарські заходи;

5. Контурно-меліоративна система, яка включає наступні пункти:

• контурна організація територій;

• обладнання в межах поля валів, угловин;

• створення лісосмуг у межах ділянок;

• проведення спеціальних агротехнічних заходів;

Методи боротьби з вітровою ерозією:

1. Зменшення площ полів.

2. Залишення післяжнивних залишків.

3. Смугове розміщення сільськогосподарських культур.

4. Введення у сівозміну багаторічних трав.

5. Створення куліс у парах.

6. Залісення вітроударних схилів.

7. Насадження лісових смуг.

Меліорація - докорінне поліпшення природних умов ґрунтів з ме-підвищення її родючості. За дією на грунт і рослини меліорація поділяється декілька видів:

Рекультивація - введення використання закинутих сільськогосподарських земель, земель використаних добувною промисловістю, пустирів.

Види рекультивації:

1. Сільськогосподарський — створення на порушених землях орних площ, пасовищ, садів, лісів;

2. Лісогосподарський — створення лісонасаджень цільового призначення;

3. Водогосподарський — створення різного роду водоймищ, плавальних басейнів;

4. Рекреаційний - створення зеленої зони поблизу крупних населених пунктів;

5. Профілактичний або санітарно-гігієнічний — озеленення і консервація відвалів, озеленення промислових площ;

6. Будівничий — приведення порушених земель в стан, придатний для промислові і житлового будівництва.