- •Одеський національний політехнічний університет
- •Хіміко-технологічний факультет
- •Кафедра технології неорганічних речовин і екології
- •Конспект лекцій
- •Вклад украинских ученых в экологию
- •1.2. Экология как естественная наука. Место экологии в конгломерате естественных наук.
- •1.3. Структура макроэкологии
- •1.4. Методы экологии
- •1.5. Характеристика научного метода
- •1.5.1. Этапы научного исследования
- •1.5.2 Техника обработки информации
- •1.5.3 Общая схема изучения экосистем
- •1.6. Проблематика экологических исследований
- •Тема 2 Свойства сложных систем
- •2.1 Биосистемы и основные принципы ее структурирования
- •2.1.1 Основные признаки живого
- •2.1.2. Образование биосистемы
- •2.1.3. Принцип эмерджентности
- •2.2. Термодинамическое поведение биосистем
- •2.2.1 Характеристика основных термодинамических параметров
- •2.2.2. Особенности проявления законов термодинамике при функционировании биосистем.
- •2.3. Теорема Пригожина
- •2.3.1. Интерпретация теоремы Пригожина.
- •2.3.2. Следствие из теоремы Пригожена
- •2.4. Общие свойства и параметры систем
- •2.3.1. Свойства сложных биосистем
- •2.4.2. Параметры системы
- •Тема 3: Организация биосферы блок I : Организация экосистемы
- •3.1.1. Структура экосистемы
- •3.1.2. Классификация экосистем
- •Лессовые экосистемы
- •Пресноводные экосистемы
- •Экосистемы мирового океана
- •Экологические явления
- •Блок II : Биоценоз и биогеоценоз
- •2.1. Определение биоценоза
- •Критерии биоценоза
- •2.2 Классификация биоценозов
- •2.3 Свойства биоценозов
- •2.4 Структура биоценозов.
- •2.4.1. Пространственная неоднородность биоценозов
- •2.4.2. Вертикальная структура биоценозов
- •2.4.3. Горизонтальная структура биоценоза
- •2.5. Биогеоценоз
- •2.5.1. Структура биогеоценоза
- •Блок III: видовое разнообразие биоценоза
- •3.1 Характеристика видового набора биоценоза (состава)
- •3.1.1 Видовой состав биоценоза
- •3.1.2 Распределение видов с помощью градиентов среды
- •3.2 Индексы видового разнообразия
- •3.1.4 Зависимость видового насыщения от условий окружающей среды
- •Видовое разнообразие
- •Трофическая структура сообщества
- •3.2.1 Трофические цепи и трофическая сеть сообщества
- •3.2.2. Закон Линдеманна (правило 10%-ов)
- •3.2.3. Пастбищные и детритные трофические цепи
- •3.2.4 Биологические пирамиды
- •Тема 4 организация биосферы
- •Структура и границы биосферы
- •Общая характеристика и определение биосферы
- •Общая структура биосферы
- •4.1.3 Свойства газовой оболочки земли
- •4.2 Гидросфера
- •4.2.1 Структура гидросферы
- •4.2.2 Экологические зоны мирового океана
- •4.3 Биогеохимические принципы Вернадского
- •4.3.1 Основные функции природных систем
- •4.5 Фотосинтез как механизм продуцирования органики
1.5.2 Техника обработки информации
Техника обработки собранной информации зависит от методики исследования. Часть информации можно обработать непосредственно на объекте исследований, но основную – в камеральных условиях. Сегодня широко используют обработку информации на ЕВМ. В зависимости от особенности системы оригинала и заданий исследователи используют различные модели.
По типу реализации реальные и знаковые модели. Если первый тип связан с использованием натуральных данных, то второй представляет собой условное описания системы-оригинала с помощью некоторого алфавита символов и операций над символами. Наибольшее значение для экологии имеет два вида знаковых моделей: концептуальный и математический.
1.5.3 Общая схема изучения экосистем
Процесс исследования можно разделить на последовательные этапы (иногда параллельные):
1. Постановка задания. Выделяет в экосистеме определенное количество особенностей и процессов, которые являются наиболее важными для решения задачи.
2. Концептуализация. Обобщает известные данные и представления об исследуемом объекте. Далее раскрывается состав, структура и некоторые черты функционирования экосистемы.
3.
Специфическая.
Определяется составы произведений
входящих переменних.
и
будущей математической модели
.
4. Наблюдение. Планируют и осуществляют полевые наблюдения за динамикой особенностей экосистемы – биотической и абиотической среды.
5.Идентификация.
Устанавливают математические отношения
![]()
между переменными
и
,
которые образуют систему
.
6. Эксперимент. Идентификация моделей, необходима для уточнения тех или иных параметров или же для проверки гипотезы проведения полевых или лабораторных экспериментов.
7. Реализация модели. После идентификации модели строят ее оператор F в виде программы для ЕВМ, для чего необходимы общие усилия экологов, программистов и математиков - системщиков.
8. Проверка модели. Устанавливают, насколько модель способна отобразить черты системы - оригинала.
9. Исследование модели. Включают характеристику общих черт проведения траектории в пространстве состояния модели и более конкретное изучение зависимости решения от начального состояния и структуры модели.
10. Оптимизация. Методологической основой выступает теория оптимального уравнения. Такие задания, ставятся при превращении природного леса в лесопарк.
11. Заключительный синтез. Оценивают полученные конечные результаты и намечают перспективы следующих опытов.
1.6. Проблематика экологических исследований
Аутэкологические исследования. Установление закономерностей существования организмов в данной среде путем анализа лимитирующих факторов.
Продуктивные исследования. Осуществляется как с особями, популяциями так и с биоценозами. Цель исследований – раскрытие закономерностей, связанных энергетическим хозяйством экологических систем.
Популяционные исследования. Осуществляются как в полевых условиях, так и в лабораторных. Целью исследований является признание закономерностей заселения среды популяциями, изучение структуры популяций, а так же изменение ее численности.
Биотические исследования. Охватывают экологические связи,которые наблюдаются в простых двух и многовидовых системах. Положены в основу мирового разнообразия
Биоценотические исследования. Изучают закономерности структуры систем, таких, как ярусность, мозаичность и т.п.
Исследование экологии местовозрастаний. Опираются на знание требований отдельных видов, определенных в процессе аутэкологических исследований.
Биосферные исследования. Задание – разработка прогноза возможных изменений биосферы под влиянием деятельности человека при разных вариантах развития.
