- •1. Предмет и задачи глобальной экологии
- •2. Глобальные экологические проблемы
- •2.1 Химическое загрязнение биосферы
- •2.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы
- •2.3 Фотохимический туман (смог)
- •2.4 Химическое загрязнение природных вод
- •2.5 Неорганическое загрязнение
- •2.6 Органическое загрязнение
- •2.7 Загрязнение почвы
- •2.8 Пестициды как загрязняющий фактор
- •2.9 Кислые атмосферные выпады на сушу
- •Лекция№2 Учение Вернадского о биосфере
- •1. Биография в.И. Вернадского
- •2. Основные положения учения Вернадского.
- •3. Эмпирическое обобщение (принципы).
- •Эволюция биосферы. Ноосфера. Техносфера
- •1. Эволюция биосферы
- •2. Понятие ноосферы по в. И. Вернадскому
- •3. Исторические изменения в биосфере. Техносфера
- •Лекция №4 Биосфера как целостная система. Основные законы и принципы экологии
- •1. Экосистема
- •2. Биогеоценоз
- •3. Популяция
- •5 Основные законы и принципы экологии
- •1. Закон минимума
- •2.Закон толерантности
- •3.Обобщающая концепция лимитирующих факторов
- •4. Закон конкурентного исключения
- •5.Основной закон экологии
- •Биогенный круговорот
- •Разнокачественность форм жизни и биогенный круговорот
- •Значение консументов в круговороте веществ:
- •Трофические уровни и их характеристика
- •Типы взаимоотношений
- •Биохимические функции различных групп организмов
- •Углеводы
- •Большой и малый биогенные круговороты
- •Круговорот веществ Круговорот углерода
- •Круговорот кислорода
- •Круговорот азота
- •Круговорот фосфора
- •Круговорот серы
- •Круговорот воды
- •Круговорот ртути
- •Круговорот свинца
- •Лекция №6 Динамика биосферы
- •Основные составляющие биосферы.
- •Обычно выделяют 5 главных видов круговорота энергии и веществ:
- •Динамика численности и популяционные циклы
- •Тема Проблемы гидросферы
- •Пресная вода и санитария
- •Вода как необходимый фактор развития человечества
- •3. Роль мирового океана в биосфере. Загрязнения океана
- •4. Экологические проблемы прибрежных районов
- •Потеря биологического разнообразия
- •1. Биологическое разнообразие и распределение видов
- •2. Количественное описание биоразнообразия
- •3. Утрата видов
- •4. Меры по сохранению биоразнообразия
- •5. Стратегия сохранения биоразнообразия
- •Экологические аспекты здоровья
- •1. Экологическая медицина, экопатология.
- •2. Опасность загрязнения окружающей среды.
- •3. Загрязнение продуктов питания.
- •4. Экология и здоровье человека.
- •5. Экологическая патология.
Трофические уровни и их характеристика
Все организмы, выполняющие в экосистеме трофические функции составляют трофические уровни:
Трофический уровень образуют автотрофные организмы. Они создают уровень первичной продукции и являются первичными продуцентами. Именно они утилизируют внешнюю энергию солнца, создают массу органического вещества (биомассу), являются основой существования жизни вообще и биоценоза в частности.
Живые организмы рождаются, растут, развиваются, в ходе этих процессов меняется их биомасса. Биомассу выражают в единицах энергии или массы не единицу площади (N: ДЖ/м , или т/м ). В сообществах основная доля биомассы приходится на растения (первичная продукция - автотрофы).
Количество создаваемой автотрофами продукции называется первичной продукцией, при этом общее количество биомассы называется валовой продукцией, а прирост биомассы - чистой продукцией.
Часть энергии идет на поддержание жизни и дыхания самих растений - это составляет 40-70% от валовой продукции. Разница между валовой продукцией и дыханием и есть чистая продукция.
Чистая продукция - это скорость наращивания биомассы доступной для потребления гетеротрофов.
Скорость образования первичной продукции называется биологической продуктивностью экосистемы. Выражается она в единицах энергии или вещества, отнесенных к площади за 1 сутки.
Животные, грибы, бактерии получают энергию, питаясь растениями (автотрофами) или другими организмами, которые тоже питаются растениями и по характеру питания являются гетеротрофами. Их относят к вторичным продуцентам.
Количество биомассы создаваемое вторичными продуцентами называется вторичной продукцией. Это группу объединяют во второй трофический уровень, который представлен консументами. Их называют трансформаторами-гетеротрофами.
Консументы выделяют различные биоактивные вещества, стимулирующие или угнетающие другие организмы. В этой группе выделяется несколько уровней:
Консументы 1 порядка
Консументы П порядка
и другие.
Третья группа организмов образует в экосистеме функционирующего биоценоза - редуценты.
Различают следующие группы потребителей мертвых организмов:
Некрофаги (труппы животных);
Копрофаги (экскременты);
Сапрофаги (мертвые растительные остатки);
Детритофаги ( потребители полуразрушенных органических веществ).
В общих чертах редуценты можно разделить на фитофаги, зоофаги, миксофаги (смешанные). Вклад каждой группы в функционирование экосистемы неравноценен.
N: для полного круговорота вещества в водоеме видовой состав продуцентов и редуцентов не имеет большого значения, а для промысловых организмов - решающее.
Организмы разных групп по-разному реагируют на антропогенные воздействия.
Типы взаимоотношений
Выделяют следующие типы взаимоотношений между популяциями:
нейтрализм при котором ассоциация двух популяций не сказывается ни на одной из них;
взаимное конкурентное подавление , при котором обе популяции активно подавляют друг друга;
конкуренция из-за ресурсов, при которой каждая популяция неблагоприятно действует на другие при борьбе за пищевые ресурсы в условиях их недостатка;
аменсализм, при которой одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния;
паразитизм - одна популяция использует другую в качестве среды обитания или источника пищи;
хищничество - одна популяция неблагоприятно воздействует на другую в результате прямого нападения, но тем не менее зависит от другой;
комменсализм - одна популяция извлекает пользу из объединения, для другой это объединение безразлично;
протокооперация - обе популяции используют преимущество от объединения, но их связь не облигатна (не обязательна);
мутуализм - связь популяций благоприятна для роста и выживания обоих.
Ю.Одум подчеркивает 2 важных принципа:
В ходе эволюции и развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счет положительных, увеличивающих выживание взаимодействующих видов.
В недавно сформировавшихся или новых ассоциациях вероятность возникновения сильных отрицательных взаимодействий больше, чем в старых ассоциациях. Наличие этих принципов не означает, что со временем хищники и паразиты исчезают.
В рамках биосферы как целостности такого не происходит, так как опасности и преодоления их способствуют эволюции.
В природе нет ничего вредного для вида, так как, что вредно для индивида и популяции, полезно для вида с эволюции. Концепция ко эволюции хорошо объясняет эволюцию в системе "хищник-жертва" - постоянное совершенствование и того и другого компонента экосистемы.
Хищники и паразиты регулируют численность популяций, не имеющих механизмов предотвращения перенаселения, следствием чего могло бы быть самоуничтожение. Отрицательные взаимодействия могут ускорить естественный отбор, приводя к возникновению новых адаптаций, морфологических и физиологических признаков и эволюции видов.
Основной особенностью отрицательного взаимодействия популяций является то, что при их синхронности эволюции в стабильной экосистеме степень отрицательного влияния уменьшается. Иными словами, естественный отбор стремится уменьшить отрицательное влияние или вообще устранить взаимодействие популяций, поскольку продолжительное и сильное подавление популяции добычи или хозяина популяцией хищника или паразита может привести к уничтожению одной из них или обеих.
Условием уменьшения отрицательного воздействия является стабильность экосистемы и то, что ее пространственная структура обеспечивает возможность взаимного приспособления популяций. Отрицательные и положительные отношения между популяциями в экосистеме, которые достигают стабильного состояния, в конце концов уравновешивают друг друга.