- •Российский государственный социальный университет
- •Факультет Охраны труда и окружающей среды
- •А.В. Гапоненко
- •Общая экология
- •1.Раздел Факториальная экология
- •1.1.Тема Предмет и объекты изучения экологии.
- •Экология и история ее развития. Место экологии в системе естественных и социальных наук. Методы экологических исследований.
- •Современное состояние экологии как комплекной социально-естественной науки о взвамоотношениях организмов. Содержание, предмет, объект и задачи экологии.
- •Влияние среды на организм.
- •Влияние живых организмов на среду.
- •Экологические факторы среды и их классификация.
- •Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды
- •Основные абиотические факторы.
- •Основные биотические факторы.
- •??? Антропогенный фактор.
- •1.3.Тема Среды жизни. Приспособление организмов к среде жизни
- •Среды обитания и их влияние на живые организмы
- •Наземно – воздушная среда жизни и ее особенности. Адаптации организмов к обитанию в наземно-воздушной среде
- •Водная среда жизни. Адаптации организмов к водной среде
- •Почвенная среда жизни. Почвенные организмы.
- •Уменьшение засоленности почвы
- •Живой организм как особая среда обитания. Средообразующая роль живых организмов.
- •1.4.Тема Основы демэкологии (экологии популяций)
- •Вид и его экологическая характеристика
- •Популяция как форма существования вида.
- •Показатели популяций.
- •Возрастная и половая структуры популяций.
- •Пространственная и этологическая структуры популяций.
- •Динамика популяций.
- •???. Методы количественного учета в популяциях, их специфика у растений и животных.
- •1.5.Тема Основы синэкологии (экологии сообществ и экосистем)
- •Экосистемы и принципы их функционирования
- •Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и функциональная структура.
- •Структура биоценоза.
- •Внутривидовые взаимодействия в биоценозе. Межвидовые взаимоотношения в биоценозе.
- •Экологические ниши. Многомерность ниши. Ниша фундаментальная и реализованная. Влияние конкуренции на ширину экологической ниши. Прерывание ниш. Ниши общие и специализированные.
- •Устойчивость и развитие биоценозов.
- •Экосистемы и принципы их функционирования.
- •Потоки вещества и энергии в экосистеме. Биологическая продуктивность экосистем.
- •Динамика экосистем. Саморегуляция и устойчивость экосистем.
- •Искусственные экосистемы.
- •2.Раздел Биосфера история ее становления, развития и современное состояние
- •2.1.Тема Основы учения о биосфере
- •Определение понятия «биосфера»
- •Строение оболочек Земли, их структура, зональность, динамика.
- •Роль в.И. Вернадского в формировании современного учения о биосфере.
- •Живое и биокосное вещество, их взаимовозникновение и перерождение в круговоротах веществ и энергии.
- •Биотические процессы в биосфере.
- •1. Традиционная.
- •2. Концепция биотической регуляции окружающей среды.
- •Круговороты биогенных элементов и их модификация.
- •Круговороты газообразного и осадочного циклов
- •Кругообороты воды, углерода, азота, фосфора и серы.
- •Основные теории происхождения биосферы
- •Биохимическая эволюция живых организмов.
- •Главные этапы биохимической эволюции живых организмов
- •Основные тенденции эволюции биосферы. Роль человека в эволюции биосферы. Ноосфера. Учение в.И. Вернадского о ноосфере.
- •3.Раздел Глобальные, региональные и локальные проблемы биосферы
- •3.1.Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия
- •Антропогенез
- •Отличительные признаки человека:
- •Расселение человека.
- •Современная эволюция человека.
- •Специфика эволюции человека.
- •Расогенез
- •Коэволюционный характер развития пррироды и общества на современном этапа развития биосферы.
- •Экологические кризисы и катастрофы в истории человечества.
- •Понятие о риске. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации.
- •Масштабы антропогенного воздействия на биосферу. Ответные реакции природы.
- •Антропогенное влияние и глобальные проблемы современной биосферы. Понятие загрязнения природной среды. Источники загрязнения биосферы. Загрязнение природных вод, атмосферы, почвы.
- •Радиоактивное загрязнение.
- •Демографическая проблема.
- •Сокращение озонового слоя.
- •Парниковый эффект и его последствия.
- •Ресурсный кризис
- •3.2.Экология урбанизированных территорий
- •Урбанизация и ее проблемы.
- •О возможностях сокpащения темпов pасползания гоpодов
- •Интенсификация использования энеpгетических pесуpсов
- •Загpязнение воздушной сpеды гоpодов
- •Дегpадация водных pесуpсов
- •Загрязнение почв
- •Геоэкологические проблемы городов
- •Комплексное воздействие городов на природную среду
- •Техногенные системы и их взаимодействие с окружающей средой
- •Государственное регулирование природопользования.
- •Основные положения экологического законодательства
- •Правовые аспекты охраны лесов
- •Основные правовые принципы и положения в области охраны животного мира
- •Основные принципы государственного законодательства в области охраны атмосферного воздуха
- •Основы реализации, цели водного законодательства Российской Федерации
- •Кадастры природных ресурсов
- •Особо охраняемые природные территории
- •Защита генофонда биосферы. Красные книги животных и растений
- •Экологический туризм как часть природосберегающей стратегии
- •4.2.Экологический мониторинг
- •Динамика состояния растительного и животного мира, суши, рыбных ресурсов. Мониторинг окружающей среды
- •Виды мониторинга окружающей среды
- •Уровни мониторинга окружающей среды и его организация
- •Экологическая безопасность России
- •Экологическое состояние Московского региона.
- •4.3.Международное сотрудничество в решении экологических проблем
- •Принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды
- •Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •Концепции и глобальные модели будущего мира
Круговороты биогенных элементов и их модификация.
Количество неорганических веществ, из которых автотрофы создают органические вещества в биосфере конечно, но оно приобрело свойство бесконечности через круговороты веществ.
Круговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере в том числе и в тех их частях, которые входят в состав биосферы.
Основных круговоротов веществ в природе 2: большой (геологический) и малый (биохимический).
Большой (геологический) круговорот веществ в природе обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.
Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму – источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы (рис. 6.7. стр. 162). Процесс происходит по спирали, т.е. новый цикл круговорота не повторяет в точности предыдущий, а вносит что-то новое, что со временем приводит к значительным изменениям.
К большому круговороту относится и круговорот воды между сушей и океаном, через атмосферу.
Малый (биохимический) круговорот веществ в природе, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения.
Данный круговорот для жизни биосферы главный. Он является порождением жизни и поддерживается живым веществом.
Главным источником энергии круговорота является солнечный свет, который обеспечивает фотосинтез. Эта энергия неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе, количество тепла на единицу поверхности в 3 раза больше, чем на архипелаге Шпицберген (800 с.ш.). В зависимости от типа переноса вещества и энергии в экосистемах выделяют 2 вида малого круговорота.
1. Биологический – перенос вещества и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических связей (пищевых цепей) (рис. 5.1. стр. 119).
Он предполагает замкнутый цикл веществ, многократно используемых трофической цепью и имеет место в водных экосистемах, особенно в планктоне с его активным метаболизмом. Но в наземных экосистемах он невозможен, за исключением дождевых тропических лесов, где может быть обеспечена передача питательных веществ от растения к растению.
В масштабах биосферы такой круговорот невозможен. Здесь действует другой круговорот.
2. Биогеохимический – обмен микро- и макроэлементов и простых неорганических веществ (СО2, Н2О) с веществом атмосферы, гидросферы и литосферы.
Круговорот отдельных веществ В.И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в том, что химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходят в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т.д. Такие элементы называются биофильными (биогенными). Данные элементы или их соединения необходимы для жизнедеятельности организмов, их роста, размножения.
Элементы, необходимые организмам в больших количествах носят название макробиогенные элементы. Это основные – С, N, O, H, и не основные – Ca, Mg, Na, Cl, K.
Остальные элементы называются микробиогенными. Это Fe, Co, I, F, CU, Br, Se, Si, B и др. Отсутствие или недостаток микробиогенных элементов ведет к заболеваниям организмов. Большинство элементов на Земле находятся в таком состоянии, что они не могут использоваться живыми организмами прямо, но в процессе круговорота происходит преобразование их в те формы, которые могут быть использованы живыми организмами. Соединения биогенных элементов, необходимых организму называются питательными веществами. Это:
органические вещества (белки, жиры, углеводы, витамины);
неорганические вещества (вода, минеральные соли, СО2).
Наибольшее значение имеют круговороты воды, углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора и серы.