Биотические компоненты экосистем

Факторы среды

1. Абиотические факторы включают компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Среди множества абиотических факторов главную роль играют:

• климатические (солнечная радиация, свет и световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, атмосферное давление и др.);
• эдафические (механическая структура и химический состав почвы, влагоемкость, водный, воздушный и тепловой режим почвы, кислотность, влажность, газовый состав, уровень грунтовых вод и др.);
• орографические (рельеф, экспозиция склона, крутизна склона, перепад высот, высота над уровнем моря);
• гидрографические (прозрачность воды, текучесть, проточность, температура, кислотность, газовый состав, содержание минеральных и органических веществ и др.);
• химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды);
• пирогенные (воздействие огня).

2. Биотические факторы — совокупность взаимоотношений живых организмов, а также их взаимовлияний на среду обитания. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов (например, изменение состава почвы, микроклимата под пологом леса и т.д.). К биотическим факторам относятся:

• фитогенные (влияние растений друг на друга и на окружающую среду);
• зоогенные (влияние животных друг на друга и на окружающую среду).

3. Антропогенные факторы отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К таким факторам относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе человека, и в свою очередь оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

№5биотические факторы

1.трофические –возникают между видами когда вид питается другим

2.топические-проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида

3.форические-возникают когда 1 вид учавствует в распространении другого вида

4.фабрические-закл в том что1 вид использует для своих сооружений продукты выделения,мертвые остатки или живых особей др вида

6. Закон минимума. немецкий агрохимих Либих установил закон минимума: урожай зависит от фактора находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уровнавешенную систему и только кое какое вещество содержится в количествах близких к минимуму то это может снизить урожай. Но оказалось что даже те же самые миниральные вещества очень полезные при оптимальном содержании их в почве снижают урожай если они в избытке значит факторы могут быть лимитирующими находясь в максимуме

7.Закон лимитирующих факторов Шелфорда
Факторы среды ощущаются организмом не только при его недостатки, проблемы возникают при избытке любого из экол.фактороров. впервые предложение о лимитирующем влиянии максимального значения фактора на = с минимальным значением было высказано Шелфордом, установили фундам-ый закон толерантности: любой живой организм имеет определённые, эволюц.унаследованные верхний и нижний предел толерантности. Вторая формулировка закона Шелфорда поясняет, почему закон толерантности называют законом лимитирующих факторов: даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и приводит к его гибели.
8.Экологическая система
Э.с-совокупность популяций, видов растений живых организмов и микробов взаимодействующих между собой и окружающей средой, таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время
Э.с- активно существующая часть природной среды, которая имеет пространственное территориальные границы, живые и неживые ее элементы взаимодействуют как единое функционирующее целое и связаны между собой обменным веществом и энергией (закон РФ об охране окружающей среды)
Биогеоценоз-совокупность однородных природных элементов на определённом участке поверхности земли. Границе биогеоценоза установлены по границе растительного сообщества.
Биомы-наиболее крупные подземные экосистемы соответствующие основным климатическим законам земли (пустынные, трав., лесные) отдельно выделяют вводные биомы.

9. Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии, проходящим через ту или иную экосистему. В каждой экосистеме часть приходящей энергии, попадающей в трофическую сеть, накапливается в виде органических соединений. Безостановочное производство биомассы (живой материи) — один из фундаментальных процессов биосферы. Органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, называют первичной продукцией экосистемы (сообщества). Количественно ее выражают в сырой или сухой массе растений или в энергетических единицах —эквивалентном числе ккалорий или джоулей. Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотический компонент экосистемы, а следовательно, и биомасса живых организмов, которые могут существовать в экосистеме

11.Эк.сукцессия – развитие, при котором в пределах 1-й и той же территории происходит послед-я смена 1-го биогеоценоза другим в направлении повышения устойчивости экосистемы. Сукцессионный ряд – цепь сменяющих друг друга биоценозов. В процессе сукцессии занимает определ.промежутки времени. Но встречаются и очень быстрые смены сообществ. Сукцессия завершается формир-м сообществ наиболее адаптируемых по отношению к комплексу сложившихся климатич.условий. Такое сообщество называется климакс-фармацией.
Причиной начала сукцессии в ряде случаев явл-я фундаментал.сво-ва среды обитания, возникающих под влиянием комплекса факторов. В зависимости от обстоятельств сукцессии подразделен на след-е:
1. Антропогенные- вызванные хоз. Деятельностью человека
2. Катастрофические-связан с каким либо катастрофическими для антропогенными факторами
3. Пирогенные-вызв пожарами независимо от его причин
4. Зоогенные- вызван необычно сильным воздействием животных как правило в результате их массового размножения
По общему характеру сукцессии делятся на:
• Первичные-начинаются на субстрате, не измененном деятельностью живых организмов.
• Вторичные-развив на субстрате первонач. изменённых деятельностью комплекса живых организмов.
• Деградационные- специфическая форма смены сообществ. Особенностями таких сукцессий является то, что сообщества состоят только из гетеротропных организмов, а под сукцессии направленны в сторону структурного и хим. укрощ-я скопления орган вещества
• Вековые смены экосистемы- сукцессии такого масштаба отражают историю развития жизни на земле

10. Гомеостаз - способность биологических систем организма, популяции и экосистем противостоять изменениям и сохранять равновесие. Исходя из кибернетической природы экосистем- гомеостатический механизм- это обратная связь. Для управления экосистемами не требуется регуляция из вне- это саморегулирующая система. Саморегулирующий гомеостаз на экосистемном уровне обеспечен множеством управляющих механизмов. Один из них «хищник-жертва». Здесь управление осуществляется за счет полож-ых и отриц-ых связей. Положит-ая связь усиливает отклонение, отриц-ая обратная связь «уменьшает отклонение». Если в эту систему не вмешиваются друге факторы, то результат саморегуляции будет описываться гомеостатическим плато- областью отриц-ых связей, а при нарушении системы начинают преобладать обратные положительные связи, что может привести к гибели системы.

Биотические компоненты экосистем.

Основные типы организмов, которые формируют живые, или биотические, компоненты экосистемы, принято подразделять по преобладающему способу питания на продуцентов, консументов и редуцентов.

 

Продуценты - это организмы, производящие органические соединения из неорганических. Продуценты (в большинстве своем зеленые растения) создают органические вещества в процессе фотосинтеза или хемосинтеза. Эти органические вещества используются продуцентами как источник энергии и как строительный материал для клеток и тканей организма.

Фотосинтез может быть представлен следующим образом:

Хемосинтез – преобразование неорганических соединений в питательные органические вещества в отсутствие солнечного света, за счет энергии химических реакций.

 

Только продуценты способны сами производить для себя пищу. Более того, они непосредственно или косвенно обеспечивают питательными элементами консументов и редуцентов.

По типу питания все продуценты являются автотрофами - сами производят органические вещества из неорганических. Консументы и редуценты по типу питания являются гетеротрофами - питаются органическим веществом, произведенным другими живыми организмами.

 

Консументы – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами - продуцентами или другими консументами.

 

Редуценты – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов (животных, растений).

 

В зависимости от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

- фитофаги (растительноядные) – это консументы 1-го порядка, питающиеся исключительно живыми растениями. Например, птицы едят семена, почки и листву.

- хищники (плотоядные) – консументы 2-го порядка, которые питаются исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными.

- эврифаги (всеядные), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу. Примерами являются свиньи, крысы, лисы, тараканы, а также человек.

13.Пищевые сети. Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Энергия передается от организма к организму, создающих пищевую, или трофическую цепь. Трофический уровень- место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень- продуценты, все остальные консменты. Второй растительный уровень- это растительноядные констументы; третий- плотоядные констументы, питающиеся растительноядными формами; четвертый- консументы, потребляющие других плотоядных и тд. Следовательно, консументы делятся на консументы 1,2,3 и 4 порядков. Трофические цепи экосистем сложно переплетаются, образуя трофические сети. Но рассеивание и потеря энергии, кот чтобы существовала жизнь, должна возобновляться. Трофические цепи делятся на цепи выедания или пастбищные, кот начинаюися с поедания фотосинтезирующих организмов, и детритные цепи разложения, кот начинаются с остатков отмерших растений, тркпов и экстрементов животных.

14.Пирамиды и правило 10. Трофическую структуру можно изобразить в виде экологических пирамид. Основание служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды. Типы экологических пирамид: 1пирамида чисел, отражающие чесленность организмов на каждом уровне(пирамида Элтона) 2 пиромида биомассы, характеризующая массу живого вещества- общий сухой вес, калорийность итд. 3 пирамида продукции, имеющая универсальный хаоактер, показывающая изменение первичной продукции на последовательных трофических уровнях. Правило экологической пирамиды - закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Экологические пирамиды. Правило пирамиды.Соотношение численности, биомассы или эквивалентной ей энергии живых организмов называется пирамидой численности биомассы или энергии. Длина или площадь пропорциональна числу организмов их биомассе или эквивалентной ей энергии.
С помощью экологических пирамид можно изучать изменения, происходящие в экосистемах, а также взаимоотношения видов. В экологической пирамиде каждый прямоугольник означает определенный трофический уровень. Экологические пирамиды бывают трех типов:
Пирамиды численности - показывают количество особей на каждом уровне. Такие пирамиды удобны тем, что для их создания требуется только подсчет особей. Подчиняются закономерности Элтона: количество особей от продуцентов к консументам неуклонно уменьшается. Неудобство этих пирамид в том, что могут возникать перевернутые пирамиды в цепях паразитов.
Пирамиды биомассы - показывают общую массу особей на каждом уровне на данный период. Такие пирамиды составлять труднее, и они тоже могут быть перевернутыми, т.к. одинаковое количество биомассы разных видов может синтезировать различное количество энергии.
Пирамиды энергии - отображают скорость синтеза энергии на каждом трофическом уровне. Они являются фундаментальными пирамидами, т.к. не бывают перевернутыми, но для их составления требуется много данныхЗакон пирамиды энергий(правило 10%): каждый последующий трофический уровень ассимилирует не более 10% энергии предыдущего

15. Основные динамические показатели популяции – рождаемость (скорость рождаемости), смертность (скорость смертности) и скорость роста популяции.
Рождаемость – число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения. Различают максимальную рождаемость (рождаемость при отсутствии лимитирующих факторов) и фактическую рождаемость. Также различают абсолютную или общую рождаемость (отношение числа родившихся к единице времени) и удельную рождаемость (отношение числа родившихся к численности популяции за единицу времени). Естественно, что рождаемость зависит от интенсивности размножения. Смертность – величина обратная рождаемости, число особей, погибших в популяции за единицу времени от всех причин. Различают минимальную (минимально возможную) и фактическую смертность. Также различают абсолютную и удельную смертность, которые вычисляются так же, как и рождаемость.
Скорость роста популяции – изменение численности популяции в единицу времени. При отсутствии лимитирующих факторов среды удельная скорость роста (отношение скорости роста популяции к исходной численности) называется биотическим потенциалом. Величина биотического потенциала различна у разных видов. Например, в течение всей жизни косуля производит 10 – 15 козлят, а рыба-луна свыше 3 млрд. икринок.
В природе под действием лимитирующих факторов биотический потенциал никогда не реализуется полностью, он составляет разницу между рождаемостью и смертностью в популяции.
Среди динамических показателей, характеризующих популяцию, следует отметить продолжительность жизни и выживаемость. Продолжительность жизни бывает физиологическая (могла бы быть у особи при отсутствии лимитирующих факторов), максимальная (до которой дожила малая доля особей) и средняя (среднее арифметическое жизни всех особей популяции). Выживаемость – это абсолютное число особей, сохранившееся в популяции за определенный промежуток времени.

16 Биосфера. По современном представлениям Биосфера-особая оболочка земли,содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть планеты,которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.Эти представления базируются на основе учения Вернадского(1863-1945)-о биосфере и обобщений в области естествознания.

17.Типы круговоротов:
1)геологический(большой)-сила которого являетс экзогенные и эндогенные геологические процессы.
2)экологический(юиохимический)(малый)-движущая сила которого –деятельность живых организмов.Совершается в пределах биосферы(в отличие от малого).Малый делится на две части:
1.резервный фонд(часть вещества)-не связанная с живыми организмами.
2.обменный фонд-меньшая часть вещества,связанная приемным обменном между организмами их окружением.Расположение резервного фонда делится на 2 типа:
1.круговорот газового типа с резервным фондом вещества в атмосфере и гидросфере.
2.круговорот осадочного типа с резервным фондом в земной коре.Круговорот газового типа способны к быстрой саморегуляции,т.к. обладают большим обменным фондом.

18.Биосфера и человек. Человек,как любой организм с момента возникновения на земле влиял на биосферу.Основные этапы воздействия человека на окр.среду:
1.Влияние на биосферу как биологического вида.
2.Сверхинтенсивная охота без изменения экологических систем.
3.Изменение экосистем через естественные процессы(вопоск скота,земледелия)
4.Усиление влияния путем распашки земель и вырубки лесов.
5.Изменение структурных компанентов,крупных экосистем,биом и биосферы в целом.
Источники воздействия:
1.Загрязнение воздуха,энергетика,транспорт,нефтехимия.
2.Загрязнение гидросферы.
3.Образование основных масс твердых и жидких отходов образуются на горных предприятиях.

19.Ноосфера -это сфера взаимодействия природыи общества,в пределах которой человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития.Признаки превращения биосферы в ноосферу:
1.Рост добычи полезных ископаемых.
2.Массовое потребление продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох.
3.Энергетическое загрязнение биосферы.
4.Химическое загрязнение в биосфере
5.Сздание трансурановых химических элементов,освоение ядерной энергии
6.Расширение границ ноосферы за пределы земли в связи с научно-технических процессов.
Итог развития человнка в ноосфере-коэволюция(это совместная развитие человечества и биосферы,которая не выводит парамеры биосферы из области гомеостаза)

20.Ресурсный цикл -обмен веществ между природой и обществом,включающий извлечение естественных ресурсов из природной среды во влечение их в хоз.оборот с последующий утилизацией.Загрязнение окр.среды:
1.Инградиентное(химическое)-совокупность веществ количественно или качественно чуждым естественным экосистем.
2.Параметрическое(физическое)- изменение качественных параметров окр.среды.
3.Биоцентическое-воздействие,вызывающее нарушение в составе и структуре популяции живых организмов.
4.Биологическое-целенаправленное внесение чужеродных организмов ранее не существовавших в данной местности.
5.Стациально-деструкционое-воздействие,приводящие к нарушению и преобразованию ландшафтов и экосистем в процессе природопользования.

21.Парниковый эффект, кислотные дожди
Парниковый эффект заключается в накоплении в атмосфере «парниковых газов» - диоксида углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др. Парниковые газы, и в первую очередь СО2,препятствуют тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой – почти не пропускает наружу тепло. Следствием увеличения концентрации газов, создающих «парниковый эффект», является рост средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности.
Кислотные дожди образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В

результате дождь и снег оказываются подкисленными. Кислотные осадки оказывают агрессивное воздействие на кирпичные и бетонные строения, повреждают растения. Также, проникая в почву, в почве повышается кислотность, что нарушает в ней биологическое равновесие. Вода открытых водоемов закисляется, рыба гибнет. 22.Разрушение озонового слоя, смог (летний и зимний) Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км. В настоящее время истощение озонового слоя является серьезной угрозой глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жестокого ультрафиолетового излучения. Смог – это ядовитая смесь дыма тумана и пыли. Различают 2 типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип). Лондонский тип возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия). Циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих веществ. Лос-анджелесский тип смога (фотохимический смог) возникает летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. При очень слабом движении воздуха / безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов (озон, органич.перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. 23.ПДК основные положения Предельно допустимая концентрация вещества — это такая его концентрация, при воздействии которой на организм человека и окр среду, периодически или в течении всей жизни, прямо или опосредственно через экологические системы или через возможный экономический ущерб не возникает ни прямого, ни косвенного вредного воздействия, обнаруживаемого современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Под прямым воздействием имеется ввиду нанесение организму временного раздражения, вызывающего кашель, головные боли, ощущение запаха и прочее, которое наступает при увеличении пороговой величины концентрации вещества. К прямому воздействию относится также влияние вредных веществ, которые накапливаясь в организме в определенной дозе могут вызвать патологические изменения. Под косвенными воздействиями имеются в виду такие изменения в окружающую среду, которые, не оказывая вредного влияния на организм человека ухудшают обычные условия обитания. 24.ПДК атмосферы Различают: - ПДК максимально разовое — концентрация, не вызывающая рефлекторных реакций в организме человека. Основная х-ка тех вредных веществ, которые оказывают немедленное раздражающее действие, ограниченное временем. - ПДК средне суточные — концентрации веществ в воздухе населенного пункта, не оказывающая на человека прямого или косвенного негативного влияния при неопределенно долгом круглосуточном дыхании (применя-ется для предупреждения обще токсического канцерогенного, мутагенного, воздействия вещества при его накоплении в организме человека. При этом имеется ввиду среднесуточные концентрации в среднем за год, а не за каждые отдельные сутки. - ПДК рабочей зоны – концентрации вещества в воздухе, не вызывающего у трудящихся, находящихся на рабочем месте по 8ч. 5р. в неделю, заболеваний или отклонений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами как в течении всей трудовой деятельности, так и в отдаленной перспективе. 25.ПДК водоемов ПДК воды водоема — такая его концентрация, которая не оказывает негативного влияния. Нормирование качества воды рек, озёр и др. проводят в соответствии с санитарными правилами и нормами охраны поверхностного от загрязнения. В отличии от атмосферы, которая хорошо усредняется и может рассматриваться как единое целое, водные бассейны более изолированные. В связи с этим по значимости и характеру использования водоем делится на 2 категории: 1) питьевого и культурно-бытового назначения 2) рыбохозяйственного назначения. В свою очередь делится на: - разведение ценных пород - объекты для всех других видов рыбохозяйственной деятельности Состав и свойства воды из проточных водоемов 1 категории должны соответствовать нормам створок расположенных на расстоянии 1 км выше по течению реки от объекта водопользования.

 

26. ПДК химического вещества в почве — это то максимальное количество химического вещества (в мг/кг почвы), которое не вызывает опосредованного отрицательного воздействия на чело века через контактирующие с почвой среды и не угнетает самоочищающую способность почвы.
27. Биологические деструкти́вные проце́ссы — разрушение клеток и тканей в ходе жизнедеятельности организма или после его смерти.
Виды:
-клеточная гибель
-изолированное разрушение межклеточного вещества (обозначается как деградация, деполимеризация или лизис межклеточного вещества)
-некроз
-разложение тканей мёртвого тела.
28.Биологическая коррозия уничтожает буквально любые ск.
С точки зрения условий развития процессов биологической коррозии, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, следует различать два основных случая биокоррозии.
В первом случае биоорганизмы находятся в непосредственном контакте с наружной или внутренней (для пористых материалов) поверхностью строительной конструкции. В процессе метаболизма они взаимодействуют с материалом, в результате чего снижается прочность или ухудшаются другие эксплуатационные качества материала (происходит повреждение материала и сокращение сроков его службы).
Во втором случае биоорганизмы являются продуцентами веществ, агрессивных по отношению к строительному материалу, но непосредственно со строительной конструкцией не связаны. Коррозионные процессы могут развиваться на расстоянии от места обитания биоорганизмов, вырабатывающих агрессивные вещества. Например, тионовые бактерии, поселяющиеся на поверхности карбонатного слоя бетона, разрушают цементный камень, изменяя рН прилегающей воды за счет образуемой ими кислоты.

 

29.Растения для очистки окр среды.

Биоремедиация — комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов.
30.Экологическая экспертиза — установление соответствия документов и (или) документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.
Согласно ФЗ «Об экологической экспертизе», в Российской Федерации осуществляются государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза.