Структура современной экологии
Экология делится на фундаментальную и прикладную.
Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная – использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества.
Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей биологии. «Спасти человека – это, прежде всего, сохранить природу.
Биоэкология (как и любая наука) делится на общую и частную.
В состав общей биоэкологии входят разделы:
- Аутэкология – изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определенных видов.
-Экология популяций ( демэкология ) – изучает структуру популяций и ее изменение под воздействием экологических факторов.
- Синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем.
К общей биоэкологии относятся и другие разделы:
– эволюционная экология – изучает экологические механизмы эволюционного преобразования популяций;
– палеоэкология – изучает экологические связи вымерших групп организмов и сообществ;
– морфологическая экология – изучает закономерности изменения строения органов и структур в зависимости от условий обитания;
– физиологическая экология – изучает закономерности физиологических изменений, лежащих в основе адаптации организмов;
– биохимическая экология – изучает молекулярные механизмы приспособительных преобразований в организмах в ответ на изменение среды;
– математическая экология – на основании выявленных закономерностей разрабатывает математические модели, позволяющие прогнозировать состояние экосистем, а также управлять ими.
Законы Коммонера
№6
|
|
прикладная экология — комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния человеческой деятельности на природу.
Такими мерами могут являться:
-Ограничение выбросов в атмосферу и гидросферу с целью улучшения общей экологической обстановки.
-Создание заповедников, заказников и национальных парков с целью сохранения природных комплексов.
-Ограничение лова рыбы, охоты с целью сохранения определённых видов.
-Ограничение несанкционированного выброса мусора. Использование методов экологической логистики для тотальной очистки от несанкционированного мусора территории региона.
№7
Основные экологические проблемы современности.
Хозяйственная деятельность человека
Охотничья деятельность древнего человека, несомненно, ускорила вымирание. В охотничьих целях поджигание
растительности способствовало опустыниванию территорий.
Загрязнение атмосферы
Под загрязнением окружающей среды следует понимать изменение свойств среды (химических, физических, биологических), происходящие в результате естественных или искусственных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту.
Парниковый эффект
В какой-то мере парниковый эффект существует в природе, без него жизнь на земле была бы невозможна. Но в результате человеческой деятельности в атмосферу выбрасывается столько углекислого газа, что она нагревается сейчас быстрее.
Истощение озонного слоя
Истощение озонного слоя создаёт более непосредственную угрозу здоровью человека, чем потепление климата. Нужно прекратить производство ХФУ (Хлорфторуглероды)и галлонов. Даже если разрушающие озон газы будут вообще сняты с производства, потребуется ещё около сотни лет для того, чтобы молекулы ХФУ, уже имеющиеся в атмосфере, полностью распались.
|
|
Кислотные дожди
Загрязнённые осадки, называемые кислотными дождями, меняют кислотность озёр, рек и почвы в местах выпадения. Многие животные и растения не могут выжить в условиях повышенной кислотности. Хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные. О вреде кислотных дождей для окружающей среды говорят и пишут уже много лет.
Загрязнение воздуха
Большое количество пылевых частиц образуется в ходе производственной деятельности людей. Эти примеси раздражают лёгочную ткань и могут вызвать рак и другие заболевания.
Массовое сведение лесов
Массовое сведение лесов - одна из наиболее важных экологических проблем современности. Уменьшение площади лесов нарушает процесс круговорота кислорода и углерода в биосфере. Сведение лесов влечёт за собой гибель их богатейших флоры и фауны. Идёт процесс истощения лесов от загрязнения атмосферы вредными выбросами. В последние годы во многих странах мира стали успешно проводиться работ по искусственному лесоразведению и организации высокопродуктивных лесных плантаций.
Мусор и отходы
Мусор считается экологической проблемой номер один. Население и промышленность в Америке выбрасывают больше мусора, чем в любой другой стране мира. Избавиться от твёрдого мусора можно тремя способами: закапывать, сжигать или утилизировать.. Однако мусорные свалки занимают много места и быстро заполняются, а сжигание загрязняет воздух. Ежегодно приходится вывозить много тонн мусора, и в некоторых местах уже нет для этого места. Новые мусоросжигатели работают гораздо чище. Утилизация мусора – весьма эффективный способ решения проблемы, но для этого необходимо изменить привычное поведение людей, поскольку требуется сортировать хозяйственный мусор, собирая отдельно металл, бумагу и стекло.
|
|
Загрязнение природных вод
Под загрязнением вод понимается снижение биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Из других загрязнителей надо назвать металлы. Потери 10-20% воды живыми организмами приводят к их гибели.
№8
Энергетическая функция -Поглощение солнечной энергии при фотосинтезе и химической энергии при разложении энергонасыщенных веществ, передача энергии по пищевым цепям.
Деструктивная функция- Эта обусловливает превращение живого вещества в косное. В результате образуются также биогенное и биокосное вещество биосферы.
Концентрационная функция- В результате концентрационной функции живые организмы извлекают и накапливают биогенные элементы окружающей среды.
Средообразующая функция- Преобразование литосферы, гидросферы, атмосферы) в результате процессов жизнедеятельности в условиях, благоприятных для существования организмов.
№9
Распределение жизни в биосфере отличается крайней неравномерностью. Наиболее велика концентрация живого вещества на границах раздела основных сред - в почве, т. е. пограничном слое между литосферой и атмосферой, в поверхностных слоях океана, на дне водоемов и особенно - на литорали и эстуариях -. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В. И. Вернадский назвал "пленками жизни".
Вернадский указывал на "всюдность" жизни в биосфере. Жизнь появилась локально в водоемах, а затем распространилась все шире и шире, заняв все материки. Крайние пределы температур, которые выносят некоторые формы жизни, - от практически абсолютного нуля до +180°С. Давление, при котором существует жизнь, - от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более атмосфер на больших глубинах. Для ряда бактерий верхние критические точки давления лежат в области 12 000 атм. С другой стороны, семена и споры растений, мелкие животные в анабиозе (от греч. anabiosis - оживление - состояние организма, при котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др.) сохраняют жизнеспособность в полном вакууме.
Границы биосферы (по Г.В. Войткевичу и В.А. Вронскому)
Живые организмы могут существовать в широком диапазоне химических условий среды. Первые живые существа Земли жили в бескислородной атмосфере. Анаэробный обмен свойственен и многим современным организмам, в том числе многоклеточным. Уксусные угрицы (нематоды) обитают в чанах с бродящим уксусом. Ряд микроорганизмов живет в концентрированных растворах солей, в том числе медного купороса, фторида натрия, в насыщенном растворе поваренной соли. Серные бактерии выдерживают 0,1 М растворы серной кислоты.
Некоторые особо устойчивые формы могут существовать даже при действии ионизирующей радиации. Например, ряд инфузорий выдерживает излучение, по дозе в 3 млн. раз превышающее естественный радиационный фон на поверхности Земли, а некоторые бактерии обнаружены даже в котлах ядерных реакторов.
№11 Литосфера
Литосфера является твердой, скалистой оболочкой, покрывающей всю планету. Эта оболочка является неорганической и состоит из полезных ископаемых. Она покрывает всю поверхность земли от вершины горы Эверест до основания Марианского желоба.
Гидросфера
Гидросфера предсталяет собой всю водную оболочку Земли. Она включает в себя океаны, моря, реки, озера и даже влажность воздуха. Девяносто семь процентов воды земли находятся в океанах. Оставшииеся три процента — пресная вода; три четверти пресной воды пребывает в твердом состоянии в форме льда.
Биосфера
Биосфера включает в себя все живые организмы. Растения, животные, и одноклеточные организмы являются составляющими биосферы. Большая часть жизни на планете находится в пределах трех метров ниже уровня поверхности земли и тридцати метров выше этого уровня, в также на глубине 200 метров в морях и океанах.
Атмосфера
Атмосфера — это воздушная оболочка, которая окружает нашу планету. Большая часть атмосферы расположена близко к поверхности земли, и является самой плотной. Воздух нашей планеты на 79% состоит из азота и менее чем на 21% из кислорода.
№ 12 Некоторые идеи и гипотезы о происхождении жизни получили широкое распространение в разные периоды истории развития естествознания. В настоящее время существует пять гипотез возникновения жизни
1. Креационизм – гипотеза, утверждающая, что жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения, то есть Богом.
2. Гипотеза стационарного состояния, согласно которой жизнь существовала всегда.
3. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни, которая основывается на идее многократного возникновения жизни из неживого вещества.
4. Гипотеза панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю из космического пространства.
5. Гипотеза исторического происхождения жизни путем биохимической эволюции.
№13
Продуценты (производители органических веществ из неорганических). Это растения, а так же фото- и хемосинтезирующие бактерии.
. Консументы (потребители готовых органических веществ).
консументы 1 порядка питаются продуцентами (корова, карп, пчела)
консументы 2 порядка питаются консументами первого (волк, щука, оса)
и т. д.
Редуценты (разрушители органических веществ до неорганических) – бактерии и грибы.
№15
Пищева́я (трофи́ческая) цепь — ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель (последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос ве-ва и энергии от источника к потребителю).
Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5.
№16
Функционирование биосферы осуществляется в рамках бесконечного множества круговоротов вещества различного уровня под действием потока энергии от солнца:
1. Круговорот воды (в пределах ландшафтов – испарение – конденсирование – осадки; в пределах планеты – водообмен – океаны – материки).
Круговороты (биологические) отдельных ландшафтов (характеризуются скоростью – количеством живого, образующегося и разлагающегося в единицу времени и емкостью – количество химических элементов, находящихся одновременно в составе живого в данной экосистеме).
Круговороты отдельных химических элементов
– углерода, кислорода, азота и др.
№17
Ноосфе́ра — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.
№18
В прошлом веке в европейской культуре существовало два ответа: один дан в Библии, другой – в теории Чарльза Дарвина. Поэтому именно этот вопрос – создан ли человек Богом или произошел от обезьяны – привлек внимание широкой публики. Происхождение человека. Чарльз Дарвин не отрицал существования Бога, однако считал, что Бог создал лишь начальные виды, остальные же возникли под действием естественного отбора. Альфред Уоллес, который пришел к открытию принципа естественного отбора почти одновременно с Дарвином, в отличие от последнего утверждал, что между человеком и животными существует резкая грань в отношении психической деятельности. Он пришел к выводу, что мозг человека не может рассматриваться как результат естественного отбора. Человек – это животное, интересующееся своим происхождением. Интерес к собственному происхождению свойствен человеку с глубокой древности. Чем дольше ученые изучают палеонтологическую летопись, тем яснее вырисовывается картина превращения обезьяны в человека. Происхождение человека. По пути гоминизации шли многие виды приматов, и Homo sapiens в момент своего появления был просто представителем одной из нескольких конкурирующих линий. То, что именно он достигнет успеха на арене эволюции, не было предопределено. Сегодня большинство ученых придерживаются теории африканского происхождения человека и считают, что будущий победитель в эволюционной гонке возник на Юго-востоке Африки около 200 тыс. лет назад и расселился оттуда по всей планете. Homo erectus появился в Африке около 1,8 млн лет назад. Он изготавливал более совершенные каменные орудия, найденные палеонтологами. За несколько сотен тысяч лет Homo erectus распространился сначала по среднему Востоку, затем в Европу и до Тихого океана. Основные этапы эволюции человека. Человек выпрямленный,Австралопитек,Человек с реки Соло, Родезийский человек,Неандертальский человек,Кроманьонский человек,Современный человек.
№19
«Биосфера-2» — сооружение, моделирующее замкнутую экологическую систему, построенное компанией «Space Biosphere Ventures» и миллиардером Эдвардом Бассом в пустыне Аризона (США). Цифра «2» в названии призвана подчеркнуть, что «Биосферой-1» является Земля. Главной задачей «Биосферы-2» было выяснить, сможет ли человек жить и работать в замкнутой среде. В отдаленном будущем такие системы могут быть полезны и как автономные поселения в космосе, и в случае крайнего ухудшения условий жизни на Земле. Обнаруженные проблемы
В лаборатории расплодилось огромное количество микробов и насекомых, особенно тараканов и муравьёв.
Под стеклянной крышей комплекса по утрам конденсировалась вода и лился искусственный дождь.
Создатели не предусмотрели такого явления, как ветер: оказалось, что без регулярного раскачивания деревья становятся хрупкими и ломаются. На одной из внутренних стен «планеты» до сих пор сохранилось несколько строк, написанных одной из женщин: «Только здесь мы почувствовали, насколько зависим от окружающей природы. Если не будет деревьев — нам нечем будет дышать, если вода загрязнится — нам нечего будет пить».