Объем экологических знаний и навыков специалистов различных направлений и профилей.

Понятие экологии как науки

Наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязь организмов со средой их обитания.
2.Составные части и направления современной экологии
Составные части:
-общая экология
-частная экология
-теоретическая экология
Основные направления:
-социальная экология
-экология человека
-промышленная экология
-инженерная экология
-медицинская экология
-географическая экология
-геоэкология
-химическая экология
-математическая экология
-космическая экология
И др.
3.История(этапы) развития экологии
Первый этап – зарождение и становление экологии как науки (до 1860 г.). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения.
Второй этап – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний(1860-1950 гг.)
Третий этап – (с 1950 г.) превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей человека среды.
4. Основные задачи экологии как науки.
-разработка общей теории устойчивости экологических систем, биологического разнообразия и механизмов его поддержания
-индикация загрязнения природных сред
-исследование и прогнозирование антропогенных воздействий на природные системы и биосферу в целом
-создание научной основы рациональной эксплуатации природных ресурсов
-сохранение среды обитания человека
-регуляция численности популяций
-восстановление нарушенных природных систем
-сохранение эталонных участков биосферы

Основные формы межвидовых связей в экосистемах.

Межвидовые взаимодействия подразделяются на следующие типы:

· Нейтрализм (оба вида не оказывают никакого воздействия друг на друга)

· Конкуренция (оба вида оказывают друг на друга неблагоприятное, отрицательное воздействие)

· Хищничество (отношения, при которых особи одного вида убивают и поедают особей другого)

· Паразитизм (один вид получает из организма другого питательные вещества, принося ему вред, но не вызывая его немедленной гибели)

· Аменсализм (отношения, вредные одному, но безразличные другому)

· Симбиоз (взаимовыгодное сотрудничество популяций, приносящее пользу обоим партнёрам)

· Кооперация (присутствие партнёров не обязательно)

· Мутуализм (присутствие партнёров обязательно)

· Комменсализм (форма взаимодействия, при которой один вид извлекает пользу из соседства с другим, а для последнего такое соседство безразлично).

Основные закономерности действия факторов среды на организмы

В общем виде экологические факторы в зависимости от степени постоянства их действия подразделяются на две группы: постоянные и переменные. Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на протяжении длительных периодов времени в эволюции видов.

К постоянным факторам относятся: сила тяготения, солнечная постоянная, солевой состав океана, состав атмосферы.

К переменным факторам относится большинство экологических факторов: освещённость, температура, магнитное поле, влажность, ветер, осадки, наличие укрытий, пищи, хищники, паразиты, конкуренты и т.д.

22.Законы Ю.Либиха (минимума) и В. Шелфорда (толерантности)

Закон минимума был установлен Либихом в 1940 году, согласно которому:

А)выносливость организма определяется слабым звеном в цепи его экологических потребностей

Б)относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем в большей степени ощущается его нехватка, по сравнению с другими факторами.

Закон толерантности гласит: ограничивающим фактором жизни организма могут быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми называется экологической валентностью, что определяет величину выносливости организма к этому фактору.

Хар-ка солнечного излучения как экологического фактора.

В целом в энергетических прочесах в биосфере решающая роль принадлежит радиации Солнца, которая определяет тепловой баланс и термический режим биосферы Земли.

Прямая солнечная радиация – это континуум электромагнитного излучения с длинами волн от 0,1 до 30000 нм.

Этот поток радиации распадается на несколько областей:

· < 100 нм – область ионизирующей радиации

· 100-400 нм – ультрафиолетовая радиация

· 400-800 нм – видимый свет

· 800-1000 нм – инфракрасная радиация.

Физиологические и морфологические приспособления живых организмов к температуре

К физиологическим приспособлениям растений, сглаживающим вредное влияние высоких температур, могут быть отнесены:

· Интенсивность испарения – транспирация

· Накопление в клетках солей, изменяющих температуру свертывания плазмы;

· Св-во хлорофилла препятствовать проникновению солнечных лучей.

Правило Бергман (1847): в пределах вида или достаточно однородной группы близких видов теплокровные организмы с более крупными размерами тела распространены в более холодных областях.

Правило Аллена(1877): у животных с постоянной температурой тела в холодных климатических зонах наблюдается тенденция к уменьшению площади выступающих частей тела.

В зависимости от вида теплообмена различают два экологических типа животных: пойкилотермные и гомойотермные.

Пойкилотермные организмы – холоднокровные(беспозвоночные, рыбы).

Гомойотермные организмы – теплокровные (птицы, млекопитающие).

У холоднокровных животных интенсивность обмена веществ прямо пропорциональна внешней температуре, у теплокровных наоборот.

Общая хар-ка экосистем. Биогеоценозы.

Соподчененность( иерархичность) –за каждым структурным уровнем системы следует др очередной уровеь, но более высокого ранга. Система состоит из подсистем.

Эмерджентность – несводимость св-в системы к сумме св-в ее элементов, т.е обладание большим кол-вом св-в системы по сравнению с суммой св-в ее элементов.

Экосистема- это биологическая система во взаимодействии с окружающей ее средой обитания. Признаки экосистемы: 1) она представляет собой совокупность живых и неживых компонентов. 2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл обмена в-в(круговорот) 3) способность экосистемы противостоять внешним воздействиям(сохр устройчивости в течение нек времени)

Термин «экосистема» ввел англ эколог Артур Тенсли в 1935г. В нашей стране академик Сукачев в 1942 для обозначения подобных сообщ-в предложи термин биогеоценоз. Биогеоценоз – (от греч «биос» жизнь, «гео» земля, «ценоз» - сообщества) это однородный участок земной пов-ти с опр составом живых(биоценоз) и косных(приземный слой атмосферы, солнечн Е, почва и др) компонентов, объединенных обменом в-ва, Е и инф-ции в един прир комплекс. Это всегда естесств экосистема, частный случай.

Экосистемы подразделяются на: 1) микроэкосистемы(ствол упавшего дерева) 2) макроэкосистемы(тайга, лес) 3) мезоэкосист(лесной массив) 4) мегаэкосист(биосфера-глобальная)

 

Структура биогеоценоза

Делится на 2 компонента: 1) биотическую (биоценоз-сов-ть живых орг-мов) и 2) абиотическую (биотоп, экотоп - сов-ть неживых).

Биоценоз - это взаимосвязанная сов-ть раст-й (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробиоциноз), населяющих более или менее однородный участок суши или водоема.

Биотоп включает гидрологические факторы(гидротоп), климатические(климатоп) и почвенные (эдафотоп).

 

Типы трофических цепей

1) Цепь выедания(пастбищная цепь) 2) Цепь разложения (детритная)

Сущность цепей:

 

 

Растения

Растительноядные Питающиеся детритом

 

Хищники Хищники

 

Пастбищная Детритная

Вода-пастбищная система.

 

Гомеостаз экосистемы.

Равновесие в живой природе, в отличие от неживой, является динамичным, а не статичным, т.е. представляет собой движение вокруг некой точки устойчивости. Если сама точка не изменяется, то такое состояние носит название гомеостаза.

Гомеостаз- способность биологических систем(организма, популяции и экосистем) противостоять изменениям и сохранять равновесие.

Гомеостаз обеспечивается сложным механизмам, посредством которых живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на таком постоянном уровне, который обеспечивает его нормальную жизнедеятельность. В качестве примера можно привести всем нам известное: величину кровяного давления, частоту пульса, температуру тела.

Природная система (биогеоценоз) устойчиво функционирует при постоянном взаимодействии ее

элементов, круговороте веществ, передаче химической, энергетической, генетической и другой информации по цепям-каналам. Согласно принципу равновесия, любая естественная система с проходящим через нее потоком энергии и информации имеет тенденцию к развитию устойчивого состояния.

Границы и состав биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Структура Биосферы:

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.

 

Мониторинг ОС, его виды.

Экологический мониторинг - это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

В общем виде процесс экологического мониторинга можно представить схемой: окружающая среда (либо конкретный объект окружающей среды) -> измерение параметров -> сбор и передача информации -> обработка и представление данных, прогноз.

Уровни: 1)биологический(биоэкологич) 2) неоэкологический(прир-хоз)

3) биосферный. По масштабу: 1) тер-ный 2) локальный(районный) 3) региональный 4) национальный 5) биосферный

Импактный мониторинг – загрязнение особо опасных зон.

Базовый м-г (фоновый) – глобальный или биосферный.

Красная книга РФ

Красная книга РФ является официальным документом, содержащим свод сведений об объектах животного и растительного мира, находящихся под угрозой исчезновения, а также о необходимых мерах по их охране и восстановлению.

Красная книга РФ ведется Министерством природных ресурсов и экологии РФ на основе систематически обновляемых данных.

Издание Красной книги РФ осуществляется не реже одного раза в 10 лет.

 

Ведение Красной книги РФ включает следующие действия:

• сбор и анализ данных об объектах животного и растительного мира;

• организацию мониторинга состояния объектов животного и растительного мира;

• создание и пополнение банка данных по объектам животного и растительного мира;

• подготовку к изданию, издание и распространение Красной книги РФ;

• подготовку и реализацию предложений по специальным мерам охраны, включая организацию особо охраняемых природных территорий и генетических банков с целью сохранения объектов животного и растительного мира, занесенных в Красную книгу РФ;

• выдачу лицензий на осуществление видов деятельности, связанной с использованием объектов животного и растительного мира, занесенных в Красную книгу РФ.

Понятие экологии как науки

Наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязь организмов со средой их обитания.
2.Составные части и направления современной экологии
Составные части:
-общая экология
-частная экология
-теоретическая экология
Основные направления:
-социальная экология
-экология человека
-промышленная экология
-инженерная экология
-медицинская экология
-географическая экология
-геоэкология
-химическая экология
-математическая экология
-космическая экология
И др.
3.История(этапы) развития экологии
Первый этап – зарождение и становление экологии как науки (до 1860 г.). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения.
Второй этап – оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний(1860-1950 гг.)
Третий этап – (с 1950 г.) превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей человека среды.
4. Основные задачи экологии как науки.
-разработка общей теории устойчивости экологических систем, биологического разнообразия и механизмов его поддержания
-индикация загрязнения природных сред
-исследование и прогнозирование антропогенных воздействий на природные системы и биосферу в целом
-создание научной основы рациональной эксплуатации природных ресурсов
-сохранение среды обитания человека
-регуляция численности популяций
-восстановление нарушенных природных систем
-сохранение эталонных участков биосферы

Объем экологических знаний и навыков специалистов различных направлений и профилей.

Специалист с высшим образованием независимо от профессиональной направленности и специальности должен:

- понимать суть особенностей земли как сложной системы; взаимосвязанность природных и социально-экономических факторов в глобальном экологическом кризисе и его отдельных проявлениях;

- понимать взаимосвязь абиотических факторов и биотических компонентов экосистемы, иметь представление о пределах толерантности организмов и популяций об их экологической нише как обобщенном выражении экологической индивидуальности вида;

- знать основные принципы, закономерности и законы пространственно-временной организации геосистем локального и регионального уровней;

- знать основы биологической продуктивности биосферы;

- иметь представление о воздействии различных технических систем на природную среду и о методах оценки возникающего экологического риска; о мерах по предотвращению экологически опасных ситуаций и катастроф;

- знать назначение и классификацию мониторинга природной среды.

6.Современные экологические проблемы
-возможное потепление климата
-нарушение озонового слоя
-выпадение кислотных дождей
-физическое загрязнение
-загрязнение и заражение почвы, воды и атмосферы
-уничтожение лесов и почвенного покрова
-сокращение биоразнообразия
7. Сущность парникового эффекта
Парниковый эффект – эффект разогрева приземного слоя воздуха за счет нарушения баланса между поступающей на землю солнечной энергией и излучаемой энергией земли в космос в виде тепловых, инфракрасных лучей
8. Что такое «озоновые дыры»? Причины их образования
К истощению озонового слоя приводит:
-производство и использование хлор-, фтор-, углеводорода в быту и промышленности
В рез-те истощения озонового слоя увелич. Проникновения на землю опасных для живых существ ультрафиолет. Лучей от солнца, что приводит к увелич. Раковых заболеваний.

9. Причины образования кислотных дождей и их влияние на экосистемы
Индустриализация общ-ва приводит к чрезмерному сжиганию топлива, в рез-те чего увелич.концентрация диоксидов серы и оксидов азота.
В водных экосистемах – гибель рыб и др.водных обитателей
В лесах – нарушение защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвивыми для насекомых, грибов и патогенных микроорганизмов.
10. Основные причины возникновения экологических проблем
-демографический взрыв
-переэксплуатация природных ресурсов
-индустриализация общества

11.Демографический взрыв. Основные механизмы регулирования численности населения.
Демографический взрыв – сверхвысокие темпы роста численности населения на определенной территории.
В настоящее время регулирование численности населения осуществляется за счет быстрого снижения рождаемости и смертности, в рез-те чего воспроизводство населения сводится к простому замещению поколений.
12.Классификация природных ресурсов и их переэксплуатация
В связи с проблемой ограниченности запасов природных ресурсов возрастает значение классификации по признаку их исчерпаемости: исчерпаемые; неисчерпаемые.
К практически неисчерпаемым можно отнести энергию солнца, ветра, океанов, морей, климатические ресурсы.
Важным признаком является возобновляемость природных ресурсов.
Исчерпаемые природные ресурсы делятся на: возобновимые; невозобновимые.
К возобновимым ресурсам относятся лес, вода, почва и т.д. Возобновимость — понятие относительное, так как есть определенные границы исчерпания, за которыми данный вид ресурса лишается способности и возможности самовосстановления и превращается в невозобновимый.
Ресурсы различаются по их заменимости. К числу заменимых относятся различные виды энергии, топлива и сырья. К практически незаменимым отн осятся воздух, вода, т.е. те виды ресурсов, без которых невозможна жизнь.

13.Основные пути рещения экологических проблем
-психологическая переориентация сознания
-форсирование и глобализация научно-технического прогресса
-преодоление или хотя бы существенное сокращение технико-экономического и социокультурного разрыва между развитыми и отстающими странами
14.Сущность экологизации общественного сознания. Принцип экоцентризма
Перестройка общественного сознания, т.е. отказ от принципа антропоцентризма и переход на реализацию принципа экоцентризма
Принципы экоцентризма:
-высшая ценность – гармоническое развитие человека и природы
-отказ от иерархической картины мира в пользу человека
-развитие природы и человека мыслится как процесс взаимного единства
-ненарушение экологического равновесия
15. Основные направления биологической эволюции на земле
Политический прогресс (успех данной группы живых организмов в борьбе за существование)
-ароморфоз(эволюционное преобразование строения и функций организма до такой степени, когда организм переходит на новый уровень организации существования)
-идиоадаптация(частичное приспособление организма к новому образу жизни)
Биологический регресс
- общая дегенерация(переход организмов в новые, более простые, условия существования, сопровождающиеся упрощением их строения)
16.Понятие о средах жизни и экологических факторах. Классификация экологических факторов.
Природная среда – окружающий нас мир во всем бесконечном многообразии своих проявлений
Окружающая среда – совокупность природной и социальной сред
Социальная среда – совокупность факторов, условий, явлений, определяющих взаимоотношения людей в обществе
Среда жизни – часть природы, с которой живой организм непосредственно взаимодействует
Место обитания – конкретное место существования в определенной среде обитания

17. Классификация экологических факторов среды
По х-ру воздействия:
-прямо действующие
-косвенно действующие
По расходованию:
-ресурсы
-условия
По направленности действия:
-векторизованные
-многолетние
-осцилляторные
18. Классификация и характеристика абиотических факторов
Абиотические факторы – факторы неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы
Группы:
-климатические
-химические
-эдафические
-орографические
-физические
19.Классификация и характеристика антропогенных факторов
Антропогенные факторы – элементы окружающей среды, связанные с деятельностью человеческого общества, которые приводят к изменению природы как сферы обитания других видов или непосредственно воздействуют на их жизнь
-загрязнение атмосферы, водоемов, суши
-вырубка лесов
-интенсивный выпас скота
-распашка земель
-строительство гидротехнических сооружений