- •1. Цель курса.
- •2. История экологии.
- •3. Современные экологические проблемы, роль экологии в их решении.
- •4. Структура экологии.
- •5. Значение экологии.
- •1. Международная биологическая программа (1964-1974) (мбп).
- •2. Программа «Человек и биосфера» (маб).
- •1. Основные определения.
- •2. «Закон» минимума Либиха.
- •3. «Закон» толерантности Шелфорда.
- •4. Обобщенная концепция лимитирующих факторов.
- •1. Диапазон активности организмов в зависимости от температурных условий.
- •2. Периодичность температурного фактора.
- •3. Зональность распределения организмов.
- •1. Солнечный свет и его составляющие.
- •2. Световой режим в различных географических зонах.
- •3. Экологические характеристики света.
- •1. Общая характеристика гидросферы.
- •2.Потеря воды и пополнение её запасов организмами.
- •3. Классификация организмов в зависимости от их потребности в воде.
- •1. Состав воздуха и его значение в жизни организмов.
- •2. Радиоактивность и ионизация в атмосфере.
- •3. Почвенный покров Земли.
- •4. Физические свойства почвы и их экологическое значение.
- •1. Термодинамические законы в экосистеме.
- •2. Энергетические характеристики среды.
- •3. Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни.
- •4. Трофическая структура и экологические пирамиды.
- •5. Продуктивность экосистемы.
- •6. Измерение первичной продуктивности.
- •7. Продуктивность экосистемы.
- •1. Понятия местообитания и экологической ниши.
- •2. Экологические эквиваленты.
- •3. Смещение признаков: симпатрия и аллопатрия.
- •1. Естественный отбор: аллопатрическое и симпатрическое видообразование.
- •2. Искусственный отбор. Одомашнивание.
- •1. Определения.
- •2. Внутрипопуляционные процессы.
- •4. Возрастная структура популяций.
- •3. Типы роста популяций.
- •4. Пространственная структура популяций.
- •5. Этологическая структура популяций.
- •1. Разнообразие биологических сообществ.
- •2. Структурные системы классификации.
- •1. Экологические принципы жизни сообщества.
- •2. Открытые и замкнутые сообщества.
- •3. Сукцессии.
- •4. Консортивные связи в биоценозе.
- •5. Модель экологической сукцессии. Тенденции, которых следует ожидать в развитии экосистем.
- •1. Научная деятельность в.И. Вернадского, приведшая к возникновению теории о биосфере.
- •2. Характеристика биосферы по Вернадскому.
- •3. Геологический круговорот веществ. Единство малого и большого круговоротов веществ.
- •1. Понятие о техносфере и антропогенном обмене веществ.
- •2. Понятие «ноосфера».
- •1. Понятие о биогеохимических круговоротах.
- •2. Блочная модель круговорота биогенных элементов.
- •1. Круговорот углерода.
- •2. Круговорот воды.
- •3. Круговорот кислорода.
- •4. Круговорот азота.
- •5. Круговорот фосфора.
- •Глава 1. Экология мегаполиса
- •1.1. Статистика городского населения на 2000 г.
- •1.2. Вступительное слово о проблемах города.
- •1.3. История возникновения города.
- •1.4. Отличия города от деревни.
- •1.6. Стадии урбанизации.
- •1.7. Рост конурбаций или мегаполисов.
- •1.8. Возникновение пригородов.
- •1. 9. Кризис городов.
- •Глава 2. Антропогенное воздействие на биосферу
- •2.1. Основные экологические проблемы современности и пути их решения.
- •2.2.Экологические принципы рационального природопользования.
- •2.5. Экозащитная техника и технологии.
- •2.6. Экологическое управление.
- •2.7.Профессиональная ответственность.
4. Физические свойства почвы и их экологическое значение.
К комплексу физических свойств почвы относятся механический состав, относительная рыхлость структуры, водопроницаемость, аэрируемость, отсутствие света, малая амплитуда колебаний температуры, небольшой объем почвенного воздуха.
Механические элементы почвы склеиваются различными выделениями микроорганизмов и высших растений, пронизываются и скрепляются гифами грибов, мелкими корнями, образуя агрегаты или структурные отделённости. Агрегаты различной величины, формы и прочности в совокупности создают характерную для той или иной почвы структуру.
Гранулометрические показатели почвы предопределяют характер и видовой состав заселяющих её видов животных и растений. Личинки насекомых, роющие перепончатокрылые, саранчовые предпочитают также достаточно рыхлую почву. Морские пески и литораль заселяет фауна, представленная мелкими видами (табуллярии, кольчатые черви, двустворчатые моллюски).
Лекция 8. ЭНЕРГИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
План лекции
1. Термодинамические законы в экосистеме.
2. Энергетические характеристики среды.
3. Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни.
4. Трофическая структура и экологические пирамиды.
5. Продуктивность экосистемы.
6. Измерение первичной продуктивности.
7. Примеры продуктивности экосистемы.
1. Термодинамические законы в экосистеме.
Энергию определяют как способность производить работу.
Первый закон термодинамики гласит, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не создаётся заново и не исчезает.
Второй закон термодинамики формулируется по-разному:
Процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно, только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (например, тепло горячего предмета самопроизвольно стремится рассеяться в более холодной среде);
Поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в виде недоступной для использования тепловой энергии, эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (света) в потенциальную (например, энергию химических соединений протоплазмы) всегда меньше 100%.
Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы вцелом – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т.е. состояние с низкой энтропией (энтропия – мера неупорядоченности, или количества энергии, недоступной для использования).
Всё разнообразие проявлений жизни сопровождается превращениями энергии.
Экология, по сути дела, изучает связь между светом и экологическими системами и способы превращения энергии внутри системы, т.к. наша цивилизация лишь одно из замечательных явлений природы, зависящих от постоянного притока концентрированной энергии светового излучения.
Второй закон термодинамики, трактующий о рассеянии энергии, связан с принципом стабильности. Согласно этой концепции, любая естественная замкнутая система с проходящим через неё потоком энергии, будь то Земля или какая-то небольшая система (озеро), склонна развиваться в сторону устойчивого состояния, и в ней вырабатываются саморегулирующие механизмы. В случае кратковременного воздействия на систему извне эти механизмы обеспечивают возврат к стабильному состоянию. Когда устойчивое состояние достигнуто, перенос энергии обычно идёт в одном направлении и с постоянной скоростью, что соответствует принципу стабильности.
Слова «экономия» и «экология» имеют общий корень «ойкос». Можно сказать, что экономика занимается финансовым хозяйством, а экология – «хозяйством» среды обитания. Энергию можно назвать «экологической валютой», но в отличие от денег она не циркулирует.
Для описания поведения энергии в экосистемах подходит понятие «поток энергии», поскольку превращения энергии идут в одном направлении в отличие от циклического движения веществ.