Екологія (від грец. ойкос (еко) – будинок, житло, логос. – навчання) – це наука про умови існування живих організмів і взаємозв'язки між організмами і навколишнім середовищем

З сучасних позицій екологія визначається як:

1.Одна з біологічних наук, що вивчає живі системи в їхній взаємодії із середовищем проживання.

2.Комплексна наука, що синтезує дані природних і суспільних наук про природу і взаємодію її і суспільства.

3.Особливий загальнонауковий підхід до дослідження проблем взаємодії организмів, біосистем і середовища (екологічний підхід).

4.Сукупність наукових і практичних проблем взаємин людини і природи (екологічні проблеми).

Структура сучасної екології:

1.Біоекологія (загальна екологія) – вивчає основні закономірності функціонування екосистем.

2.Геоекологія (лагдшафтна екологія) – вивчає функціонцвання ландшафту.

3.Екологія людини – медичні основи існування людини.

4.Соціальна екологія – взаємодія суспільства і природи.

5.Прикладна екологія – наука, що вивчає механізми руйнування біосфери людиною, способи запобігання цього процесу і яка розробляє принципи раціонального використання природних ресурсів без деградації середовища життя.

Задачі екології як науки:

- дослідження закономірностей організації життя

- створення наукової основи раціональної експлуатації біологічних ресурсів, прогнозування змін природи під впливом життедіяльності людини

- регуляція чисельності популяцій

- розробка систем заходів щодо мінімального застосування хімічних засобів боротьби зі шкідливими видами

- відновлення порушених природних систем

- збереження еталонних (недоторканих людиною) ділянок Землі.

Об'єктами вивчення екології є екосистеми.

В основі всіх сучасних напрямків екології лежать фундаментальні ідеї біоекології. Класифікація біоекології по рівнях живих организмів підрозділяє на: аутекологію (особин і организмів), синекологію (екологія співтовариств), популяційну екологію.

 

 

1. Поняття про екосистему і біогеоценоз

 

Екологічна система – сукупність спільно проживаючих різних видів організмів і умов їхнього існування, які знаходяться в закономірному взаємозв'язку один з одним (Тенслі А., 1935). Екологічною системою може бути луг, ліс, озеро. Сукачовим В.Н. запропонований і прийнятий термін біогеоценоз – це сукупність на відомому протязі землі однорідних природних умов (атмосфери, гірської породи, рослин, тварин, мікроорганізмів), що має свою особливу специфіку взаємодії цих її компонентів і визначений тип обміну речовиною й енергією їх між собою й іншими явищами природи. Екосистема може об’єднувати декілька біогеоценозів.

З точки зору трофічної структури екосистема ділиться на 2 яруси:

- верхній автотрофний або зелений пояс (рослини),

- нижній гетеротрофний або коричневий пояс ґрунтів і осадів, коренів.

З біологічної точки зору в складі екосистем є такі компоненти:

1 – неорганічні речовини (C, H, N, CO₂ , O₂);

2 – органічні речовини;

3 – повітряне, водне і субстратне середовище,

4 – продуценти, автотрофи – рослини, макроконсументи або фаготрофи-гетеротрофи-тварини;

5 – микроконсументи, сапрофіти, деструктори.

 

2.Класифікація екосистем

 

Екосистеми класифікуються авторами по-різному. Так, за розмірами вони поділяються на:

1) Мікроекосистеми – стовбур гниючого дерева.

2) Мезоекосистеми – ліс, ставок, озеро.

3) Макроекосистеми – континент, океан.

4) Глобальна екосистема.

3. Характеристика наземної екосистеми

 

Наземні екосистеми багатоярусні, тобто вертикально розшаровані на по-різному високі структурні частини. У лісі: дерева, підлісок з чагарників, трави, мохи. Можна розчленувати і луг. Тварини в лісі також займають різні яруси: птаха на землі або біля неї (дрозди, дрімлюга), інші – у стовбурах дерев (дятли, качки), треті – у кронах дерев. Це ніші. У кожнім ярусі мається зв'язок рослин (або їхніх частин) із тваринами (хребетними і безхребетними).

Горизонтальні структурні частини наземних біогеоценозів називаються синузіями, в яких теж існують певні зв'язки між живими істотами та ними і середовищем проживання.

 

4. Характеристика прісноводної екосистеми

 

Водні екосистеми багать. Різні риби, рослини, тварини живуть на різній глибині. Водойми стоячі або лентичне середовище (лентис – спокійний): озера, ставки, болота. Водойми проточні або лотичні (lotus) – омываючий: ріки, струмки.

Специфіка водної системи: питома теплоємність більш висока, чим у повітрі, велика схована теплота плавлення (для перетворення 1 кг льоду у воду потрібно 336 Дж), найвища з відомих речовин теплота пароутворення (при випарі 1 м води поглинається 2,24*10^-3 Дж, найбільша щільність при строго визначеній температурі (+ 4^ос). При температурах більше або менше 4^ос вода розширюється, легшає, що захищає озера від промерзання до дна. Лентичні та лотичні екосистеми мають свої особливості як по відношенню до умов, так і в різноманітті живих организмів.

 

5. Характеристика морських екосистем

 

Екосистема глибоководних рифтових зон океану відкрита в 1977 р. у рифтовій зоні підводного хребта Тихого океану на глибині 1600 м. Тут, у суцільній темряві, де немає фотосинтезу, багато Н₂S, рясний вміст отрутних металів, виявлені "оазиси життя".

Екосистема океану (відкритий океан) – сама велика екосистема (361 млн. км² , 1,37 млрд. км³). Є горизонтальна і вертикальна циркуляція води.

Своєрідні умови життя на дні: повна темрява, величезний тиск, знижена температура води, недолік їжі. У тварин відбулася адаптація: редукція плавального міхура в риб або він заповнений жировою тканиною, атрофовані органи зору, розвинені органи світіння. Відомо більш 800 світних видів організмів, у тому числі 200 видів молюсків, 300 видів риб, 150 видів ракоподібних.

Верхня зона – освітлена (эвфотична) до 200 м. Нижня зона – без світла (афотична) на глибині більше 200 м і до максимальних глибин – 11022 м. В океані 2 екологічні області: товща води – пелагіаль і дно – бенталь.

У мілководній прибережній неретичній зоні екологічні умови найбільш оптимальні для морських організмів: світло, температура, газовий режим, живильні речовини. Тут мається 80% усієї біологічної продукції океану.

Своєрідною зоною океану з високою рибопродуктивністю є апвелинг, тобто підйом вод із глибини у верхні шари океану, на західних берегах континентів. Для цієї зони характерно: висока доза кисню, біогенних речовин, величезні популяції риб, птахів, водоростей (цвітіння – червоні водорості). Це найбільше рибопродуктивні райони океану.

 

6. Синтез первинної органічної речовини

 

Первинна органічна речовина утворюється в результаті фотосинтезу зелених рослин, супроводжується поглинанням енергії. Реакція фотосинтезу йде проти термодинамічного градієнту, тобто супроводжується нагромадженням енергії в органічній речовині за рахунок перетворення енергії фотонів в енергію хімічних зв'язків. Загальна кількість енергії, що запасається щорічно рослинами в продуктах фотосинтезу, складає 20,9*10²² кДж. Первинна органічна речовина синтезується в залежності від ряду факторів, зокрема, наявності хлорофілу, води, світла, температури, диоксиду вуглецю і інших.

 

7. Поняття про трофічний ланцюг, трофічний рівень

 

На відміну від рослин, тварини не здатні до реакцій авто- і хемосинезу, а змушені використовувати сонячну енергію опосередковано, через органічну речовину, створену фотосинтетиками. Таким чином, у біогеоценозі утворюється ланцюг послідовної передачі речовини й еквівалентної їй енергії від одних організмів до інших, або так називаний трофічний ланцюг.

Рослини називаються автотрофами. Вони створюють первинну органічну речовину, виробляють її з неорганічної. Вони називаються продуцентами. Організми, що не можуть будувати своє тіло з мінеральних компонентів і змушені використовувати створену речовину автотрофами, називаються гетеротрофами, або консументами. Продуценти і консументи – 2 перших ланки трофічного ланцюга.

Створена органічна речовина повинна частково або цілком змінитися. Ця зміна відбувається завдяки особливій ланці трофічного ланцюга – ланцюга редуцентів (редуціо – повернення). Ці організми, переважно бактерії, гриби, найпростіші, дрібні безхребетні, розкладають органічну речовину всіх трофічних рівнів продуцентів і консументів до мінеральних речовин.

 

8. Еволюція екосистеми

 

Вирішення питання еволюції екосистеми дуже важливе, оскільки це ключ до розуміння існуючої розмаїтості співтовариства живих організмів на планеті Земля.

В основі еволюції живих організмів лежить природний добір, що діє на видовому і більш низькому рівнях, а також і на рівні екосистем. Його можна підрозділити на взаємний добір, залежний один від одного автотрофів і гетеротрофів (коеволюція) і груповий добір, що веде до збереження ознак, сприятливих для екосистеми в цілому.

У широкому змісті слова коеволюція – це спільна еволюція двох (або більш) таксонів, що об'єднані тісними екологічними зв'язками, але не обмінюються генами. Груповий добір – це природний добір у групах організмів, не обов'язково зв'язаних тісними взаємодіями. В еволюції екосистем збільшується їхня видова розмаїтість, замикаються біогеохімічні цикли, росте здатність видів забезпечувати рівномірний розподіл ресурсів усередині системи і перешкоджати їхньому виходові з неї.

 

9. Агроценози і природні екосистеми

 

Агроценози сільськогосподарських культур, особливо однолітніх, існують тільки при втручанні людини. Без цього починається вторинна сукцесія, тобто виростають бур'яни. Але це вже не агроценоз, тобто далеке природним умовам співтовариство, і воно не має жодної властивості екосистеми.

Інші властивості характерні для агроценозів, створюваних з довгоіснуючих лісових рослин. Їх можна віднести до екосистем, якщо не протягом усього життя, то на визначених стадіях розвитку.

Приклад: створення лісу людиною – сосників на бідних піщаних ґрунтах. Утручання людини необхідно на початкових етапах життя рослин. Через 3 – 5 років життя сосна починає створювати співтовариство і домінувати, тобто утвориться екосистема з усіма її критеріями.

екосистема біогеоценоз трофічний ланцюг

 

10. Штучні екосистеми – екосфери

 

Розробку принципів і технологій конструювання штучних екосистем уперше почав у 1967 р. К.Фолсом з Гавайського університету (США). Пізніше ними зацікавився центр космічних досліджень НАСА. Створені за технологією Фолсома К. штучні екосистеми назвали екосферами.

Екосфера – це кругла закрита судина, ємністю 25 – 1000 см³ і більш. У неї поміщають морську воду, пісок, повний набір організмів з автотрофним і гетеротрофним способом харчування. Вони повинні здійснювати маловідхідний біоелементарний цикл. Продуцентами служать водорості, консументами – коловертки, редуцентами – бактерії. Енергію екосфери одержують від Сонця. Деякі з них можуть підживлюватися штучною системою освітлення.

Зараз створені екосфери "Біосфера – 1" і "Біосфера – 2". У створенні екосфер мається ряд труднощів. Екосфери розглядаються як прототип життєзабезпечення космонавтів у космічних польотах.

 

 

Завершення

 

У процесі написання реферату ми ознайомилися з поняттями:

- про екосистему і біогеоценоз;

- класифікації екосистем;

- наземної екосистеми;

- прісноводної екосистеми;

- морських екосистем;

- синтезу первинної органічної речовини;

- про трофічний ланцюг, трофічний рівень;

- еволюції екосистеми;

- агроценозами і природними екосистемами;

- штучних екосистем.

 

 

Література

 

1. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. – С.-Петербург, 2009. – 224 с

2. Бедрій Я.І. та ін. Основи екології та охорона природи. – Львів: Укрпошта, 2009. – 238 с.

3. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології. – Київ: Либідь, 2003.

4. Воронков Н.А. Экология. Общая, социальная, прикладная. – М.: Агар, 1999. – 424 с.

5. Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов на Дону: Феникс, 2006. – 512 с.

6. Джиги рей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. – Київ: Знання, 2002. – 203 с.

7. Дідух Я.П. Популяційна екологія. – Кіїв: Фітосоціоцентр, 2008. – 192 с.

8. Злобін Ю.А. Основи екології. – Київ: Лібра, 2008. – 248 с.

9. Киселев В.Н. Основы экологии. – Минск: Універсітэцкая, 2000. – 383 с.

10. Кормилицын В.И. и др. Основы экологии. – М.: Интерстиль, 2007. – 366 с.

11. Назарук М.М. Основи екології. – Львів: Афіша, 2009. – 256 с.

12. Некос В.Е. Основы общей экологии и неоэкологии. Часть 1. Основы общей и глобальной традиционной экологии. – Харьков: Торнадо, 2009. – 182

13. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М.: Россия молодая, 2004. – 367 с.

14. Річний звіт про стан навколишнього природного середовища в Луганській області у 2009 р. Під ред. Кошеля В.М. – Донецьк: ВАТ УкрНТІК, 2010. – 124 с.

15. Экологические функции литосферы. /Под ред. Трофимова В.Г. – М.: Изд во МТУ, 2000. – 432.

16. Экологическая химия. Основы концепции. /Ред. Ф. Кортс, под ред. Градовой Н.Б. – М.: Мир, 1997. – 396 с.

Размещено на Allbest.ru