Энергетика экосистемы. Пищевые цепи

Экология как наука. Структура современной экологии.

Экология- наука о взаимоотношении организмов и среды.

Экология- биологическая наука, которая изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, сообществ, экосистем, биосреды.

История возникновения и развития экологии.

к 1900 году экология сформировалась как наука (появились методы, объекты исследования).

Экология стала развиваться как наука только с развитием технологии (примерно 20в).

Экологические факторы и их классификация. Закономерности воздействия факторов на организмы.

Факторы среды (абиотические, биотические, антропогенные).

Среда обитания- совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид.

Средообразующий фактор- фактор, который всегда находится в избытке.

Экологические факторы среды- любые элементы окружающей среды, способные приямо или косвенно влиять на живой организм.

Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов

Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.

Делятся:

1) химические- химический состав атмосферы морских и пресных вод, почвы, донных

отложений.

2) физические или климатические (температура, давление, ветер, влажность, радиоционный режим).

Экология популяций. Возрастная, половая, пространственная структура популяций

Возрастная структура - отношение особей разного возраста в популяции. (ребенок- до 14лет, взрослые- от 15-64 лет, пожилые- от 65 лет..)

Динамика популяций: кривые выживания, рост популяции и кривые роста, колебания численности.

Экосистема и ее структура (биотический и абиотический компоненты)

Эко-система- элементарная, функционирующая еденица биосферы.

Эко система- это совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания, при взаимодействии которых происходит биотический оборот.

1) функциональное единство всех компонентов эко системы.

2) могут иметь любую сложность и любой размер (замкнутый цикл).

3) живая (биотич. Компонент) и неживая (абиотич. Компонент) связаны настолько тесно др с др, что их трудно различить.

Биотический компонент. Гетеротрофы поглощают органические вещества и используют химическую энергию, содержащуюся в пище.

Выделяют: макроконсументы и микроконсументы.

Макроконсументы- главным образом животные, которые поедают другие организмы, образуют вторичную биологическую продукцию.

Микроконсументы (редуценты) – бактерии или грибы, разрушающие мертвые органические вещества. Высвобождают вещества, пригодные для использования продуцентами.

Абиотический компонент

1) почва или вода (содержит смесь органич и неоргинич веществ);

неорганич вещества(углерод, азот, фосфор, углекисл газ, вода- включается в биогенный круговорот).;

органические вещества (белки, углероды, липиды).

2) климат (температура, освещенность, влажность и др)

Энергетика экосистемы. Пищевые цепи.

Энергия- общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, благодаря чему все явления природы связаны воедино. Изменение энергии в системе происходит при совершении работы.

Пищевая цепь- перенос энергии от ее источника- автотрофы(растения) через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими.

Теория биосферы В. И. Вернадского. Структура и границы биосферы, ее эволюция

Экология человека. Возрастная и половая структура человеческих популяций. Рождаемость и смертность.

Экология человека – исследование воздействия на человека природных и социальных факторов среды.

Уровни исследований в экологии человека:

1. Организменный

2. Популяционный

3. Экосистемный

4. Биосферный

1. Организменный уровень:

Науки, изучающие организм человека

1. Экогенетика

2. Теория стрессов

3. Теория адаптаций

4. Урбоэкология

Экогенетика:

Изучает реакцию организма человека на различные агенты (факторы) среды.

В качестве агентов рассматриваются:

1. Пищевые продукты

2. Лекарственные препараты

3. Канцерогены

4. Мутагены

Урбоэкология – наука, изучающая экологию города.

Проблемы урбоэкологии:

1. Влияние городской среды на здоровье человека

2. Влияние антропогенного загрязнения среды города на здоровье человека.

3. Стресс жителей современного мегаполиса

2. Популяционный уровень

Популяционные характеристики:

1. Статические

• Численность

• Плотность

• Половая структура – соотношение муж и жен особей в популяции.

• Возрастной состав – соотношение особей разного возраста в популяции.

Возрастная структура:

При анализе возрастного состава населения выделяют 3 осн возрастные группы.

• Дети (0-15)

• Взрослый (15-64)

• Пожилой (65+)

Численность населения в возрасте 60 лет и старше.

1950 – 200 млн чел

2000 – 600 млн чел

2006 – 700 млн чел +

К 2050 – 2 млрд чел

Рождаемость и смертность – У человека рождаемость обычно выражают числом рождений на 1000 чел в год.

Статистика смертности в мире.

Самая низкая смертность: Мексика, Арабские Эмираты, Алжир, Тунис. (0-4)

5-6 Китай, Бразилия

7-8 США, Канада

9-10 Европа, Скандинавия

11-15 Россия, Скандинавия

16-20 Чад, Танзания, Камерун

Самая высокая смертность:

Более 21 – ЮАР, Нигерия, Ангола.

Самая низкая рождаемость:

8 – Канада, Германия, Япония

11 – Россия, Китай, США

23 – Индия, Мексика, Монголия, Казахстан

Самая высокая рождаемость:

От 23 до 50 – Мали, Намибия, Нигерия, Чад, Сомали, Афганистан

III. Экосистемный уровень

Сфера социальной экологии.

Объектом социальной экологии могут быть:

1. Институт

2. Экономический район

3. Государство

4. Страны Евросоюза

Проблемы социальной экологии:

• Человек – техника – окружающая среда

• Человек – природные ресурсы – окружающая среда

Биосферный уровень

Экология человечества

• Экология Европы

• Экология Азии

• Экология Америки

Экологические проблемы человечества:

1. Голод!!!

В мире 1,5 – 2 млрд голодных, что больше, чем население планеты в конце 19 века

Ежегодно от голода умирает 60 млн человек

2. Истощение природных ресурсов

Запасы природных ресурсов могут быть исчерпаны за 50 лет

Нефть на планете закончится через 30 лет

3. Перенаселение

Население планеты удваивается каждые 30 - 50 лет

К 2040 г. население составит 15 миллиардов человек

14. Классификация природных ресурсов:

Исчерпаемые/неисчерпаемые

Исчерпаемые ресурсы:

1. Невозобновляемые

2. Возобновляемые

Исчерпаемые ресурсы – это ресурсы, сокращающиеся по мере их использования. К ним относится большинство видов природных ресурсов.

Невозобновляемые природные ресурсы – это ресурсы, которые не восстанавливаются самостоятельно и не восстанавливаются искусственно.

Нефть – невозобновляемый природный ресурс.

Самые богатые нефтью страны – Венесуэла, Саудовская Аравия.

Мировые запасы газа:

1. Россия – 44, 7 трлн. тонн

2. Иран

3. Катар – 25, 7

4. Туркмения – 12.7

5. Саудовская Аравия – 7.2

Атомная энергетика:

Лидеры по производству атомной энергетики:

1. США

2. Франция

3. Япония

4. Россия

5. Корея

6. Германия

18. Озоновая дыра – локальное падение концентрации озона в озоновом слое земли. Ведёт к проникновению жёсткого ультрафиолетового излучения на поверхность земли.

1985 – журнал nature – первая публикация об истощении озонового слоя над Антарктидой.

Монреальский протокол 1987г. Международный договор разработан с целью защиты озонового слоя: с производства должны быть сняты вещества – галогенированные углеводороды.

На дек 2009 – 196 государств подписали договор.

Атмосфера. Выбросы тяжёлых металлов

Тяжёлыми металлами является 40 веществ

1. Ртуть

2. Свинец

3. Железо

4. Кобальт

Источники выбросов тяжёлых металлов:

1. Металлургические производства

2. Сжигание нефти

3. Выхлопы автомобилей

Виды смога: