- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Основы экологии
- •Современная система экологических знаний.
- •1. 1 Становление экологических знаний человечества.
- •1.2 Структура и методы современной экологии
- •Связь разделов современной экологии (макроэкологии) с другими дисциплинами
- •Методы современной экологии
- •Организм и окружающая среда
- •2.1 Организм
- •Упрощенная схема основных таксономических групп.
- •Способы питания живых организмов (по а.Л.Тахтджяну 1976, с изм. С.И. Колесникова, 2003).
- •2.2 Окружающая среда.
- •2.3 Основные закономерности действия экологических факторов на организм.
- •3.1 Понятие «популяция» в современной экологии
- •Взаимодействие между популяциями разных видов (по Одуму 1986, с изм.)
- •3.2 Экосистема и биогеоценоз
- •3.3 Структура и свойства экосистемы
- •Эколого-функциональные группы биоты экосистемы
- •3.4 Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах
- •3.5 Искусственные экосистемы
- •3.6 Закономерности развития экосистем
- •Закономерности строения и функционирования экосистем
- •Биосфера и человек
- •Глобальная экосистема планеты – биосфера.
- •Теория биосферы в.И. Вернадского.
- •Свойства живого вещества
- •Круговорот веществ в природе
- •3.1 Развитие взаимоотношений человека и природы
- •Экологические кризисы в развитии биосферы и цивилизации (Реймерс н.Ф., 1992).
- •3.2 Антропогенная деятельность и экологические проблемы
- •3.3 Глобальные экологические проблемы человечества
- •Экологизация антропогенной деятельности
- •1. Экологическое сознание человека
- •Типы общественного экологического сознания
- •2. Принципы рационального природопользования
- •Экологические законы б. Коммонера
- •2.1 Основные направления экологизации антропогенной деятельности
- •3. Пути снижения антропогенного воздействия на окружающую среду
- •3.1 Снижение антропогенного воздействия на атмосферу. Состав и значение атмосферы
- •Загрязнение атмосферы
- •Химическое и пылевое загрязнение
- •Выбросы в атмосферу ( млн т)
- •Физическое загрязнение атмосферы Радиоактивное загрязнение приземного слоя атмосферы
- •Антропогенные шум, вибрация и электромагнитные воздействия
- •Биологическое загрязнение атмосферы
- •Оценка загрязнения атмосферного воздуха на человека и окружающую среду. Пдк.
- •Пдк распространенных загрязнителей, их класс опасности
- •Выбросы вредных веществ в атмосферу
- •Методы и технологии очистки выбросов в атмосферу
- •Улавливание аэрозольных частиц
- •Улавливание газообразных вредных веществ
- •Снижение антропогенного воздействия на гидросферу. Распределение воды на Земле, круговорот воды
- •Распределение воды в биосфере
- •Источники загрязнения воды
- •Организационные мероприятия по предупреждению загрязнения водоемов
- •Способы очистки сточных вод
- •Снижение антропогенного воздействия на почву и верхние слои литосферы. Состав и строение почвы
- •Антропогенное воздействие на почву и верхние слои литосферы
- •Процессы, влияющие на состояние почвы и ее плодородие
- •Охрана и защита почв, недр, верхнего слоя литосферы
- •4. Система обеспечения экологической безопасности в Российской федерации.
- •Основы экологического законодательства Российской Федерации
- •Государственное управление охраны окружающей среды
- •Подведомственные структуры мпр иЭ
- •Экологическое нормирование
- •Экологический мониторинг
- •Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
- •Экологический контроль
- •Ответственность за экологические правонарушения
- •Экономико-правовые механизмы обеспечения экологической безопасности
- •Международное экологическое сотрудничество.
- •Контрольные вопросы.
- •Библиография.
- •Периодические издания и интернет-ресурсы
- •Содержание.
3.4 Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах
Известный российский эколог Н.Ф. Реймерс отмечает что, жизнь может существовать только в процессе движения через организм потока веществ, энергии и информации.
Следует отметить, что, несмотря на единое генеральное направление этого процесса, его специфичность определяется особенностями экосистем.
В качестве примера можно привести скорость обновления такого важного элемента любой экосистемы как вода. Например, время обновления воды в биологическом организме измеряется часами, в атмосфере – днями, в озерах – годами, в подземных водах – сотнями лет, а в океанах – тысячелетиями.
Экосистема может обеспечить круговорот веществ, если включает:
1 – запас биогенных элементов;
2 – продуценты;
3 – консументы;
4 – редуценты.
Круговорот обеспечивается постоянным притоком солнечной энергии.
Поток веществ осуществляется в следующем направлении: продуценты – консументы – редуценты. Хотя в ряде случае роль консументов бывает столь незначительна, что поток веществ протекает, минуя их: продуценты - редуценты. В качестве примера можно привести субтропические и тропические леса. В этих экосистемах первичная биологическая продукция (растительная масса) лишь частично используется консументами (животными и насекомыми) и в большей степени подвергается деструкции редуцентами (микроорганизмами, грибами, простейшими).
Поток энергии проходит по трофическим уровням. В отличие от потока веществ, которые постоянно циркулируют по блокам экологических систем и могут входить вновь в круговорот, энергия может быть использована один раз.
Причем, на каждом этапе передачи энергии посредством преобразования органического вещества, только 10% переходит на очередной уровень. (Эта закономерность в литературе называется закон или принцип Линдемана или правило 10%).
При этом, чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу накопленной в органическом веществе энергии. Это объясняет ограниченное количество (5-6) звеньев в пищевой цепи независимо от сложности и многообразия видового состава экосистем.
Прирост биомассы, созданный за единицу времени характеризует биологическую продуктивность экосистемы. Биомасса, образуемая продуцентами, определяется как первичная биомасса данной экосистемы.
В распределении живых организмов населяющих Землю по видовому составу наблюдается следующая закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов – беспозвоночные и только 4% - позвоночные. Из позвоночных животных млекопитающие составляют всего 10%.
В любых экосистемах, независимо от их размеров и сложности видового состава происходят изменения. Циклические изменения способствуют возвращению биоценозов экосистем в исходное состояние. Примерами таких изменений могут быть суточные, сезонные изменения, видовая многолетняя цикличность. Поступательные изменения (сукцессии) предполагают смену одного сообщества другим. Примером таких изменений может быть изменения состояния природного водоема по типу: озеро – болото-луг.
Экосистемы, находящиеся в данный момент в равновесном состоянии с окружающей средой называются климаксовыми.
Способность экосистемы поддерживать динамическое равновесие, сохраняя постоянство внутреннего состояния одновременно преодолевая сопротивление внешней среды называется гомеостазом.