🗊Презентация Общая экология. (Лекция 3)

План лекции Синэкология (экология сообществ) Концепция экосистемы Трофические (пищевые) цепи в экосистеме и потоки энергии Биосферный уровень организации живого Круговорот веществ в биосфере Охрана природы (энвайронментология). 6. Антропогенное воздействие на окружающую среду. 7. Организационно-правовые аспекты природоохранной деятельности. 8. Концепция экологической безопасности 9. Биологическое разнообразие как объект охраны 10. Красная книга. Охраняемые виды животных и растений (категории). 11. Охраняемые природные территории и объекты. 12. Экологический мониторинг и его значение в природоохранной работе

1. Синэкология (экология сообществ) Сообщество природное (биоценоз) — совокупность живых существ, объединённых различными видами взаимодействий.

Биогеоценоз (от греч. bíos — жизнь, gé — земля, koinós — общий) — взаимообусловленный комплекс живых (биоценоз) и косных (экотоп) компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии. Определяется по границам фитоценоза. Примером Б. может служить березняк, сосняк, ельник и т.д., они же являются экосистемами. Но не каждая экосистема является биогеоценозом (например, капля воды, космический корабль, оранжерея). Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году. Биогеоценоз (от греч. bíos — жизнь, gé — земля, koinós — общий) — взаимообусловленный комплекс живых (биоценоз) и косных (экотоп) компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии. Определяется по границам фитоценоза. Примером Б. может служить березняк, сосняк, ельник и т.д., они же являются экосистемами. Но не каждая экосистема является биогеоценозом (например, капля воды, космический корабль, оранжерея). Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году.

Экосистема (от греч. oikos — дом, место, жилище и systema — объединение) — совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества. Основные компоненты экосистемы: продуценты, консументы, редуценты и запас биогенных элементов. Экосистема в пределах одного фитоценоза — биогеоценоз. Экосистема (от греч. oikos — дом, место, жилище и systema — объединение) — совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества. Основные компоненты экосистемы: продуценты, консументы, редуценты и запас биогенных элементов. Экосистема в пределах одного фитоценоза — биогеоценоз.

Биота — исторически сложившаяся совокупность растений, животных, грибов и бактерий, объединённых общей территорией. В отличие от биоценоза виды, входящие в биоту, могут не иметь экологических связей. Биота — исторически сложившаяся совокупность растений, животных, грибов и бактерий, объединённых общей территорией. В отличие от биоценоза виды, входящие в биоту, могут не иметь экологических связей. Биотоп (от греч. bíos — жизнь и tópos — место) — участок земной поверхности (суши или водоёма) с однородными абиотическими условиями среды. Биотоп включает в себя минеральные и органические вещества, климатические факторы (свет, температура, влажность, рН среды и др.), физико-химические свойства различных субстратов (почва, дно водоёма).

Биогеоценотический уровень жизни характеризуется множеством Биогеоценотический уровень жизни характеризуется множеством свойств. К ним относятся: -структура экосистемы, -видовой и количественный состав ее населения, -типы биотических связей, -пищевые цепи, -трофические уровни, -продуктивность, -энергетика, -устойчивость и др. Организующие свойства проявляются в круговороте веществ и потоке энергии, саморегулировании и устойчивости, автономности, открытости системы, сезонных изменениях. Основная стратегия этого уровня - активное использование всего многообразия окружающей среды и создание благоприятных условий развития и процветания жизни во всем ее многообразии.

2. Концепция экосистемы Экосистема — сложная самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. Основной характеристикой экосистемы является наличие относительно замкнутых, стабильных в пространстве и времени потоков вещества и энергии между биотической и абиотической частями экосистемы. Из этого следует, что не всякая биологическая система может назваться экосистемой, например, таковыми не являются аквариум или трухлявый пень. Данные биологические системы не являются в достаточной степени самодостаточными и саморегулируемыми. Такие сообщества не формируют самостоятельных замкнутых циклов вещества и энергии, а являются лишь частью большей системы.

Основные компоненты экосистемы С точки зрения структуры в экосистеме выделяют: -климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды; -неорганические вещества, включающиеся в круговорот; -органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии; -продуценты — организмы, создающие первичную продукцию; -макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества; -микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот. С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов): -биофаги — организмы, поедающие других живых организмов, -сапрофаги — организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

К. Мёбиус (немецкий гидробиолог) в 1877 году описывал устричную банку как сообщество организмов и дал ему название «биоценоз» К. Мёбиус (немецкий гидробиолог) в 1877 году описывал устричную банку как сообщество организмов и дал ему название «биоценоз»

Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы. Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы. Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим: 1. меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов); 2. невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком; 3. короткими цепями питания из-за небольшого числа видов; 4. незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая. Без поддержания энергетических потоков со стороны человека в искусственных системах с той или иной скоростью восстанавливаются естественные процессы и формируется естественная структура компонентов экосистемы и вещественно-энергетических потоков между ними.

В некоторых пределах экосистема способна при внешних воздействиях поддерживать свою структуру и функции относительно неизменными, такое свойство экосистемы называется гомеостаз. В некоторых пределах экосистема способна при внешних воздействиях поддерживать свою структуру и функции относительно неизменными, такое свойство экосистемы называется гомеостаз. Выделяют два типа гомеостаза: - резистентный (способность экосистем сохранять структуру и функции при негативном внешнем воздействии) - упругий (способность экосистемы восстанавливать структуру и функции при утрате части компонентов экосистемы )

Изменение экосистемы во времени в результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы. Изменение экосистемы во времени в результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы. Изменения отражаются суточной, сезонной и многолетней динамикой экосистем. Такие изменения обусловлены периодичностью внешних условий.

Сукцессия - это последовательная, закономерная смена одних сообществ другими на определённом участке территории, обусловленная внутренними факторами развития экосистем Закон сукцессионного замедления - процессы, идущие в зрелых равновесных системах, находящихся в устойчивом состоянии, как правило, проявляют тенденцию к замедлению.

Энергетический и информационный обмен экосистемы

Продуктивность экосистем При анализе продуктивности и потоков вещества и энергии в экосистемах выделяют понятия биомасса и урожай на корню. Урожай на корню - масса тел всех организмов на единице площади суши или воды Биомассса - масса всех организмов в пересчёте на энергию (например, в джоулях) или в пересчёте на сухое органическое вещество (например, в тоннах на гектар).

Продуктивность экосистем Под первичной продукцией сообщества (или первичной биологической продукцией) понимается образование биомассы (более точно — синтез пластических веществ) продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади (например, в сутки на гектар). Первичную продукцию сообщества разделяют на валовую первичную продукцию, то есть всю продукцию фотосинтеза без затрат на дыхание, и чистую первичную продукцию, являющуюся разницей между валовой первичной продукцией и затратами на дыхание. Иногда её ещё называют чистой ассимиляцией или наблюдаемым фотосинтезом). Чистая продуктивность сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами (а затем и редуцентами). Обычно вычисляется за вегетационный период либо за год. Таким образом, это часть продукции, которая не может быть переработана самой экосистемой. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивности сообщества стремится к нулю. Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов. Вторичную продукцию не подразделяют на валовую и чистую, так как консументы только потребляют энергию, усвоенную продуцентами, часть её не ассимилируется, часть идёт на дыхание, а остаток идёт в биомассу, поэтому более корректно называть её вторичной ассимиляцией.

Экологическая ниша — термин, применяемый в экологии для характеристики положения вида в экосистеме. Включает в себя физическое пространство, занимаемое организмом, функциональную роль организма в сообществе (например, его трофический статус) и положение организма относительно градиентов внешних факторов (температуры, влажности и др.). Экологическая ниша — термин, применяемый в экологии для характеристики положения вида в экосистеме. Включает в себя физическое пространство, занимаемое организмом, функциональную роль организма в сообществе (например, его трофический статус) и положение организма относительно градиентов внешних факторов (температуры, влажности и др.).

Биологическое разнообразие (биоразнообразие)  совокупность всех видов живых организмов в конкретной экосистеме, на определённой территории или на всей планете. Б. р.  главное условие устойчивости всей жизни на Земле. В настоящее время науке известно около 2,5 млн. видов. Среди них 1,5 млн.  насекомые, ещё 300 тыс.  цветковые растения. Всех животных примерно столько же, сколько цветковых растений. Водорослей известно не многим более 30 тыс., грибов  около 70 тыс., бактерий менее 6 тыс., вирусов  около тысячи. Млекопитающих не более 4 тыс., рыб  40 тыс., птиц  8,4 тыс., амфибий  4 тыс., рептилий  8 тыс., моллюсков  130 тыс., простейших  36 тыс., различных червей  35 тыс. видов. Около 80% Б.р. составляют виды, обитающие на суше, и лишь 20%виды водной среды жизни: разнообразие условий среды в водоёмах меньше, чем на суше. На сегодняшний день Б.р. планеты выявлено далеко не полностью. По прогнозам, общее число видов организмов, живущих на Земле составляет не менее 5 млн (а по некоторым прогнозам  15 и даже 30 млн). Неизвестные виды  в основном обитатели тропиков из числа мелких насекомых и грибов. Охрана биоразнообразия является одним из важнейших условий устойчивого развития цивилизации. Биологическое разнообразие (биоразнообразие)  совокупность всех видов живых организмов в конкретной экосистеме, на определённой территории или на всей планете. Б. р.  главное условие устойчивости всей жизни на Земле. В настоящее время науке известно около 2,5 млн. видов. Среди них 1,5 млн.  насекомые, ещё 300 тыс.  цветковые растения. Всех животных примерно столько же, сколько цветковых растений. Водорослей известно не многим более 30 тыс., грибов  около 70 тыс., бактерий менее 6 тыс., вирусов  около тысячи. Млекопитающих не более 4 тыс., рыб  40 тыс., птиц  8,4 тыс., амфибий  4 тыс., рептилий  8 тыс., моллюсков  130 тыс., простейших  36 тыс., различных червей  35 тыс. видов. Около 80% Б.р. составляют виды, обитающие на суше, и лишь 20%виды водной среды жизни: разнообразие условий среды в водоёмах меньше, чем на суше. На сегодняшний день Б.р. планеты выявлено далеко не полностью. По прогнозам, общее число видов организмов, живущих на Земле составляет не менее 5 млн (а по некоторым прогнозам  15 и даже 30 млн). Неизвестные виды  в основном обитатели тропиков из числа мелких насекомых и грибов. Охрана биоразнообразия является одним из важнейших условий устойчивого развития цивилизации.

3. Трофические (пищевые) цепи в экосистеме и потоки энергии Автотрофы (от греч. autós — сам и trophé — пища)  организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений (как правило, диоксида углерода и воды), продуценты экосистем, создающие первичную биологическую продукцию. Большинство являются фотоавтотрофами, имеющими хлорофилл. Это — растения (цветковые, голосеменные, папоротники, мхи, водоросли) и цианобактерии. Они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода, используя неисчерпаемую и экологически чистую солнечную энергию. Автотрофы — хемотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии и др.) для синтеза органических веществ используют энергию окисления неорганических веществ. Вклад хемоавтотрофов в суммарную биологическую продукцию биосферы незначителен, однако эти организмы составляют основу гидротермальных экосистем в океанах. Гетеротрофы (от греч. héteros — иной, другой и trophé — пища) — организмы, использующие в качестве источника питания органические вещества, произведенные автотрофами. К ним относятся все животные (включая человека), грибы и большинство микроорганизмов. В пищевой цепи экосистем они составляют группу консументов.

Продуценты (от лат. producens — производящий, создающий) — создатели органического вещества из неорганических на основе фотосинтеза (обычно это зеленые растения). Продуценты (от лат. producens — производящий, создающий) — создатели органического вещества из неорганических на основе фотосинтеза (обычно это зеленые растения). Консументы (от лат. consumo — потребляю) — потребители органического вещества. В роли консументов выступают животные: растительноядные и плотоядные. Редуценты (от лат. reducentis — возвращающий, восстанавливающий) — разрушители органических соединений до минеральных (в основном это грибы и бактерии).

Трофическая структура Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга. 1) В водоеме продуцентами являются зеленые водоросли 2) Их поедают мелкие растительноядные ракообразные (дафнии, циклопы) - консументы (потребители) первого порядка. 3) Этих животных потребляют в пищу плотоядные личинки различных водяных насекомых (например, стрекоз). Это консументы (потребители) второго порядка. 4) Личинками питаются мелкие рыбы (например, плотва) - консументы (потребители) третьего порядка. 5) А рыбы становятся добычей щуки - консумента (потребителя) четвертого порядка. Такую последовательность питающихся друг другом организмов называют пищевой, или трофической, цепью. Отдельные звенья трофической цепи называют трофическими уровнями.

Различают два типа трофических (пищевых) цепей : Различают два типа трофических (пищевых) цепей : Пищевые цепи, которые начинаются с растений, идут через растительноядных животных к другим потребителям, называют пастбищными или цепями выедания. Пищевые цепи другого типа начинаются с отмерших растений, трупов или помета животных и идут к мелким животным и микроорганизмам. Эти цепи называют детритными, или цепями разложения.

Детрит — мелкие частицы органического или частично минерализованного вещества, взвешенные в толще воды или осевшие на дно водоёма. Детрит — мелкие частицы органического или частично минерализованного вещества, взвешенные в толще воды или осевшие на дно водоёма. Детритофаги или некрофаги или падальщики — животные и протисты, которые питаются разлагающимся органическим материалом (детритом), мертвечиной, падалью. Противопоставляются хищнику, однако эти классы не исключают друг друга.

Монофагия - крайняя степень специализации питания у животных за счёт только одного единственного вида пищи Монофагия - крайняя степень специализации питания у животных за счёт только одного единственного вида пищи Полифагия, или многоядность - использование животными-полифагами различной растительной и животной пищи Олигофагия - способность животных (олигофагов) питаться исключительно немногими видами пищи.