Методы экологического исследования

Основными теоретическими методами являются описание и моделирование. Эмпирические методы – наблюдение, сравнительный анализ, лабораторные и полевые эксперименты.

Системность экологии

Экология как самостоятельная наука рассматривает все организмы и элементы в естественной взаимосвязи. Поэтому основным подходом является системный.

Задачи экологии

В общетеоретическом плане выделяются следующие задачи:

• Разработка теории устойчивости экосистем;

• Изучение механизмов адаптации к окружающей среде;

• Изучение регуляции численности популяций;

• Изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

• Моделирование состояния экосистем и глобальных проблем.

Основными задачами являются:

• Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей среде под действием человека;

• Повышение качества окружающей среды;

• Сохранение воспроизводства и рационального использования природных ресурсов.

Стратегическая задача – развитие теории взаимодействия природы и общества, в котором человечество рассматривается как неотъемлемая часть биосферы.

Лекция 2. Биосфера.

Биосфера – совокупность всех экосистем планеты в пределах атмосферы, гидросферы и литосферы, и охватывающая все биомы земли.

Понятие биосферы первым сформировал Ламарк. Термин – Зюсс.

Учение о биосфере сформировал Вернадский. При появлении и воздействии человека биосфера превращается в техносферу. Ноосфера – гипотетическая стадия развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным фактором ее устойчивого развития.

Предпосылками ноосферы являются:

• Человечество должно быть единым целым;

• Обязательное равенство людей;

• Рост общего уровня жизни;

• Полное исключение войн.

Основными компонентами биосферы считаются:

1. Живое вещество: все живые организмы;

2. Костное вещество: неорганического происхождения;

3. Биогенное вещество: создается и перерабатывается живыми организмами (например, нефть, каменный уголь);

4. Биокостное вещество: создается в процессе жизнедеятельности живых организмов и неорганически – ил, почва.

Критерии живого вещества:

1. Наличие соподчиненной структуры (деятельность организма человека невозможна без деятельности клеток).

2. Наличие специфических химических соединений, которые являются активными при жизни и разлагаются после смерти.

3. Обмен веществом, энергией и информацией.

4. Стремление заполнить собой все пространство.

5. Эволюционные процессы присущи только живому веществу.

Закон необратимости эволюции (Долло): организм не может вернуться к предыдущему состоянию, а лишь переходит к качественно новому уровню.

Общее видовое разнообразие в бисофере есть константа (т.е. постоянная величина).

Биосфера состоит из биотического (живого) и абиотического (неживого) компонентов. К абиотическому относятся атмосфера, гидросфера и литосфера.

Атмосфера – газовая оболочка Земли (азот + кислород): тропосфера (7-18 км); стратосфера (40 км); ионосфера (60-1000 км). Озоновый слой располагается в 8-30 км от поверхности Земли. Озон возникает при разряде из кислорода и способен поглощать жесткое ультрафиолетовое излучение. Ионосфера выполняет функцию экрана от космических тел, в ней происходят процессы, обуславливающие северное сияние.

Гидросфера – мировой океан, реки, озера, моря и подземные воды.

Литосфера – земная кора и верхняя мантия Земли.

Нижний предел существования определяется температурным фактором – 3 км. На более глубинных слоях найдены простейшие организмы.

Причины устойчивости биосферы:

• Наличие магнитного поля (движение Земли вокруг своей оси плюс движение расплавленных масс внутри планеты).

• Кислород и озоновый слой.

• Жизнь поддерживается постоянным притоком энергии.

• Высокое разнообразие живых организмов.

Организмы делятся на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофы усваивают энергию извне и превращают ее в вещество: фототрофы – энергия солнечного излучения, хемиотрофы – энергия химических реакций.

Гетеротрофные организмы способны к существованию, только использую энергию автотрофов (хищники, паразиты, редуценты).

Классификация гетеротрофов:

1.редуценты (питаются отмершей органикой);

2.консументы первого порядка (питаются редуцентами);

3. консументы второго порядка;

4 продуценты (питаются отмершими организмами).

Круговорот веществ в природе бывает большой (геологический) и малый (биологический).

Круговорот углерода занимает первостепенные позиции.

Круговорот кислорода имеет биогенное происхождение.

Круговорот фосфора влияет на токсичность.

Круговорот азота влияет на атмосферу.

Гипотезы возникновения жизни на Земле.

1.Религиозная.

2.Самозарождения.

3.Стационарного состояния (выдвинута в 1880 году Преером: жизнь всегда существовала).

4.Биохимическая: Опарин выдвинул идею возникновения живых организмов из неорганического вещества путем биоэволюции: простейшие неорганические вещества – органические вещества – нуклеиновые кислоты – надмолекулярные системы.