ЭС – основное понятие экологии – это участок территории или акватории с определенным набором живых и неживых компонентов и определенной взаимосвязью между ними. Николай Реймерс нарисовал схемы эко системы. А так же В.Сукачев ввел понятие биогеоценоз – участок территории с определенным набором живых существ – наземная экосистема.
Схема экосистемы по Реймерсу
П – продуценты или автотрофы (растения)
К – концументы или гетеротрофы
Р – Редуценты (разложение мертвечины)
Элементы экосистемы:
1. Неорганические вещества – вода, кислород, азот, углекислый газ, субстрат
2. Органические – белки, углеводы, жиры (липиды), гумус
3. Продуценты или автотрофы – организмы, которые в процессе фотосинтеза (или хемосинтеза) перерабатывающие неорганические вещества и создающие органические. В течение года в процессе фотосинтеза создается в биосфере около 100 миллиардов тон углеводов. При этом усваивается около 200 миллиардов тонн углекислого газа и высвобождается около 175 миллиардов тонн кислорода.
4. Концументы или гетеротрофы – является пищей для редуцентов и потребляют продуценты. Бывают вторичные (плотоядные) и первичные (травоядные).
5. Редуценты – микроорганизмы или микроконцументы, разлагающие мертвое органическое вещество. Органика растений разлагается дольше, чем органика животных. Аэробное разложение (при присутствии кислорода) и анаэробное разложение (без кислорода)
6. Субстрат – основа, благоприятная для развития и размножения организма.
7. Запасы вещества и энергия экспортируется из системы.
Сколько человек потребляет энергии? Необходимо 40 кк на килограмм в сутки.
Солнечный свет дает две калории на сантиметр квадратный в минуту. В полдень до земли доходит только 1,34 кк на см в квадрате. 40% процентов энергии расходится на отражение в космос и 60% процентов на тепло, осадки, фотосинтез.
3300 млн тонн биомассы создается на суше, из них 78% - растения и 22% животные
73 млн тонн биомассы в океане: 0,9% растения, остальное животные.
При переходе энергии от растений к хищнику, ее количество уменьшается, а качество увеличивается в тысячи раз.
Экологическая (пищевая) пирамида: в основании продуценты. Пирамиды бывают по биомассе (не очень), численности (малоинформативная) и энергии.
Самая простая пирамида:
Низ Люцерна 8211 кг 1,49 * 10^7 к
Середина Теленок 1035 кг 1,19* 10^6 к
Вверх Мальчик 48 кг 8,3*10^3 к
Законы охраны природы и рационального природопользования
Общие законы:
· Внутренние динамическое равновесие – изъятие из системы одного элемента может привести к глобальным изменениям во всей системы в целом
· Закон оптимальности (для любой системы существует свой оптимальный набор геофизических и геохимических факторов, а так же свои оптимальные пространственно-временные пределы).
Частные законы:
Первая группа – Законы, определяющие эффективность и рациональность хозяйственных решений:
· Закон исчерпаемости природных ресурсов
· Закон минимума Либиха
· Закон Шелфорда
· Закон снижения энергетической эффективности природопользования
· Закон убывающего плодородия
· Закон уменьшения отдачи
· Правило одного процента – допустимый уровень нарушения энергетики ЭС
· Правило 10-ти процентов – дополнительный уровень изъятия биомассы из системы
Вторая группа – Законы преобразования природных и антропогенных систем:
· Правило Одумов о соотношении естественных и преобразованных территории (естественных должно быть 60%)
· Закон последовательности и прохождения фаз развития
Третья группа – Законы стабильного функционирования экосистем:
· Закон генетического и видового разнообразия
· Правило сохранения средообразующих факторов
Четвертая группа – Законы управления природы:
· Закон мягкого управления
· Закон жесткого управления
Все частные законы – это законы Барри-Коммонера: всё связано со всем, природа знает лучше, за всё надо платить.
08.11.2011
Структуры Биосферы
Владимир Иванович Вернадский в 1926 году вывел учение о Биосфере и выдвинул концепцию ноосферы (в 1966 году, после смерти Вернадского она признана).
Ноосфера – сфера разума.
«Основной движущей силой эволюции является жизнь».
По Вернадскому существует четыре компоненты биосферы (живая оболочка нашей планеты):
1. Живое вещество или совокупность живых организмов, которые обеспечивают непрерывный круговорот неорганической материи, тем самым преобразую твёрдую, жидкую и газообразную оболочку нашей планеты.
Состав и температура атмосферы Земли и близких по массе планет Солнечной системы
| Показатели | Наименование планет | |||
| Марс | Венера | Земля безжизненная | Земля с жизнью | |
| Содержание CO2 % | 0,032 | |||
| Содержание N2 % | 2,7 | 1,9 | 1,9 | 78-79 |
| Содержание O2 % | 0,12 | Следы кислорода | Следы кислорода | 21 (появление земноводных, когда было 1% кислорода) |
| Температура на поверхности, градусы цельсия | -53 | +470 | +290 | +15 |
2. Биогенное вещество – горючие ископаемые, осадочные породы, происхождение которых связано с жизнедеятельностью живых организмов (мел, известняк)
3. Косное вещество – не биогенные, не осадочные, а магматические породы.
4. Биокосное вещество – сочетает живое и неживое вещество (почва, так как обладает плодородием).
Сейчас добавляют пятый компонент: радиоактивные вещества, рассеянные атомы и вещества, космического происхождения (метеориты, космическая пыль).
Нижняя граница биосфера – изотерма 1000С, расположенная на глубине 1500-15000 метров. Живые организмы обнаружены на глубине земной коры 1100-1500 метров, на дне океана 11000 метров и в рассолах концентрация 250гр/л.
Верхняя граница проникновения животных 7000 метров. Кроме того, зафиксировано, что они могут проникать до высоты озонового слоя (над полюсами 7-8 тысяч метров, остальные 20000 метров).
Человек в биосфере
Есть четыре подхода по Реймерсу по изучению человека.
1. Биологический – изучает строение и функции человека.
2. Психологический – поведенческий особенности человека.
3. Социально-экономический – общественные и экономические связи человека.
4. Естественно природные – этнические особенности, трудовые способности.
Более четкая граница между биологическим и социально-экономическими аспектами изучения человека.