- •Предмет, задачи и основные концепции экологии
- •Основные этапы развития экологии
- •Основные методы экологии
- •Организм и среда
- •Гидрологические факторы (от греч. Гидро – вода) - прозрачность, скорость течения, концентрация в газов и растворенных веществ, электропроводность, соленость, рН и мн. Др.
- •Лекция 3 Закон толерантности
- •Лекция 4 Диапазон изменения важнейших факторов среды в Биосфере
- •Организмы, которые нуждаются в небольшом кислороде, но способны длительное время выживать при его концентрациях, ниже точки Пастера, называются факультативными анаэробами.
- •Белки (биологическая калорийность) 4,2 – 4,6
- •Белки (биологическая калорийность) 4,2 – 4,6
- •Совокупность живых организмов, населяющих биогеоценоз, представляет собой биоценоз. Природная среда, в которой существует биоценоз, называется биотоп.
- •Примерами биогеоценозов являются пруд, луг, лесной массив, болото и т.Д.
- •Таксономический состав экологических систем
- •Большинство видов (в том числе все животные и грибы) -- гетеротрофы. Способы гетеротрофного питания различаются от сапрофитного до голозойного (т.Е. Питания оформленной пищей).
- •Структурно-функциональная организация экологических систем
- •3. Более низкий трофический уровень может обеспечить существование большей биомассы живых организмов, чем более высокий.
- •4. Одна и та же экосистема потенциально способна обеспечить существование существенно большего количества пойкилотермных организмов, чем равных им по размерам гомойтермных.
- •5. Одна и та же экосистема потенциально способна обеспечить существование большей биомассы гетеротрофных организмов, если эту биомассу будут составлять более крупные особи.
- •Если удельные скорости рождаемости (b) и смертности (d) в популяции остаются постоянными, то изменения ее численности во времени будут передаваться экспоненциальным уравнением:
- •В очень редких случаях наблюдается гиперэкспоненциальный рост, когда удельная скорость роста популяции возрастает со временем. Его примером является рост численности населения Земли в 20 веке.
- •Демографические показатели популяций
- •Допустим, численность популяции особей за время одной генерации (t) растет экспоненциально. Тогда:
- •Однако Nt/n0 является отношением численности особей в двух последовательных поколениях, т.Е. Ro. Тогда:
- •1. Нейтрализм (0 : 0)
- •2. Конкуренция (- : -)
- •3. Аменсализм (0 : -)
- •Показатель возобновления ресурса – количество ресурса, которое производится в единицу времению.
- •Например, чем выше биомасса и продукция более низкого трофического уровня, тем большее количество пищи может поступить на более высокие уровни.
- •Лекция 16 Межпопуляционные взаимоотношения
- •Межвидовая конкуренция может подразделяться на две основные формы:
- •Математическая модель межвидовой конкуренции
- •В третьем случае будет наблюдаться устойчивое сосуществование двух конкурирующих видов, которому соответствуют неравенства:
- •Математическая модель межвидовой конкуренции
- •Вариант 1.
- •Лекция 18
- •Примеры отдельных типов сукцессий
- •Биологическое разнообразие экологических систем
- •Лекция 21 Биосфера Земли
- •Строение и функции Биосферы
- •Биосфера Земли является самой крупной и сложной экологической системой, известной человеку. Она образована пятью основными компонентами:
- •Продуктивность Биосферы и ее использование человеком
- •Лекция 24 - 25
- •Зональность Мирового океана в значительной степени определяет температура. В Мировом океане на основании температурного режима прибрежных и поверхностных вод выделяют 5 основных зон:
Лекция 21 Биосфера Земли
Место Биосферы на Земле и ее границы
Земля как планета состоит из следующих геологических оболочек - литосферы (твердой оболочки), гидросферы (жидкой, на Земле - водной оболочки), атмосферы (газообразной оболочки). Важнейшей особенностью Земли, резко отличающей ее от других планет Солнечной системы, является наличие Биосферы, или оболочки, где обитают живые организмы и находятся продукты их жизнедеятельности. В настоящее время в практическую плоскость поставлен вопрос о существовании биосфер (хотя бы в прошлом) на других планетах, в первую очередь, на Марсе и крупнейшем спутнике Сатурна - Титане.
Литосфера занимает основную часть Земли. Она делится на три основных части:
1. Земная кора - самый верхний слой, простирающийся от поверхности до средней глубины 33 км, максимум до 70 км.
2. Мантия - средний слой, на глубинах от 33 до 2920 км.
3. Ядро - внутренний слой, на глубинах от 2920 до 6375 км.
Земная кора состоит из слоя осадочных пород (песок, глина), гранитового и базальтового слоев. Их образуют силикаты (преимущественно, окись кремния. SiO2), c примесью окиси алюминия (Al2O3). Температура вещества коры на континентах быстро возрастает с глубиной - в среднем приблизительно на 30оС на 1 км.
Вещество мантии имеет приблизительно такой же химический состав, но находится в вязком, частично расплавленном состоянии. Оно может течь, хоть и с очень низкими скоростями. Температура мантии непосредственно под корой составляет 600 – 7000С.
В верхнем слое мантии (до глубины 700 км) имеют место к5онвекционные течения вещества мантии, которые являются причиной движения (дрейфа) континентов по поверхности планеты. Континентальный дрейф оказал и продолжает оказывать огромное влияние на экологические условия планеты и эволюцию жизни на ней.
Ядро состоит преимущественно из окиси железа (Fe2O3) c небольшой примесью более легких элементов - кислорода, серы, кремния, алюминия. По современным данным наружный слой ядра находится в расплавленном состоянии, а внутренний (расстояние от 5 000 км от поверхности и до центра планеты) -- из-за огромного давления является твердым телом. Температура в центре ядра оценивается в 10 000 – 12 000оС, т.е. значительно выше, чем на поверхности Солнца (ок. 6 000оС).
Гидросфера - тонкая прерывистая водная оболочка на поверхности планеты, а также ледники, снега, почвенные воды и водяные пары. Ее максимальная толщина в океанах (Марианская впадина в Тихом океане) составляет 11 034 м, на континентах – 1645 м (оз. Байкал).
Приблизительно 94% мировых запасов воды находится в океанах и морях. Пресные и слабоминерализованные подземные воды составляют 4% мировых запасов воды. Они обеспечивают подрусловое питание поверхностных континентальных водоемов – рек, озер, болот. Поскольку температура земной коры увеличивается с глубиной, подземные воды глубоких горизонтов имеют очень высокую температуру (до 250оС) - геотермальные воды. Часть их выходит на поверхность суши в виде геотермальных, или горячих источников.
В поверхностных континентальных водоемах и атмосфере находится приблизительно 0,4% воды. К сожалению, воды большинства континентальных водоемов и значительная часть подземных вод сейчас загрязнены и непригодны для питья без соответствующей очистки.
В вечных льдах Арктики и Антарктики заключено около 4% пресной воды. Это последний резерв чистой питьевой воды на планете.
Огромные запасы воды (гораздо большие, чем на поверхности Земли) заключены в верхней мантии («вторая гидросфера»). Вследствие очень высокого давления вода находится там в жидком состоянии при температуре 350оС и более и имеет очень высокаую соленость –до 300‰. Часть ее выходит на океаническое дно из гидротермальных источников.
Атмосфера - воздушная оболочка, окутывающая весь Земной шар.
Нижняя часть атмосферы до высоты 16 – 18 км называется тропосферой. В ней заключено 80% массы атмосферы. Ее специфическим компонентом являются водяной пар и водяные облака, которые совместно с углекислым газом, метаном и др. газами создают парниковый эффект, или способность атмосферы пропускать солнечную радиацию до поверхности Земли, но поглощать тепловое излучение от нагретой земной поверхности.
Над тропосферой до высоты 55 км находится стратосфера. У верхней границы тропосферы и в стратосфере наблюдается повышенное содержание озона (О3) - называемый озоновый слой. Его максимальная концентрация находится на высотах 21 – 25 км. Концентрация озона несколько выше над тропическими и ниже - над полярными областями.
Над стратосферой до высоты 80 км находится мезосфера, до высоты 800 – 1000 км распространяется термосфера, еще выше - экзосфера.