Экология лекции. Введение в экологию л 1 Экология
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
При передаче энергии с одного уровня на другой происходит ее потеря, цепь питания не может быть длинной. Обычно она состоит из 4-6 звеньев. Осуществляя пищевые взаимодействия, организмы биоценоза выполняют три функции:
Совокупность организмов, объединенных одним типом питания и занимающих определенное положение в пищевой цепи – трофический уровень. Распределение живых организмов по трофическим уровням
Экологическая эффективность – это выраженные в процентах отношения величин энергетического потока в разных точках пищевой цепи. Различают энергетическую эффективность между трофическими уровнями и внутри трофических уровней. Данные показатели экологической эффективности передачи энергии между трофическими уровнями определяются как отношение энергии, продукции, ассимиляции данного трофического уровня к соответствующим показателям предыдущего трофического уровня. При оценке энергетической эффективности внутри трофических уровней используются показатели только данного трофического уровня. Типы экологической эффективности (по Ю. Одуму)
Примечание: L – свет (общий), L A – поглощенный свет, P s - общий фотосинтез, P – продукция биомассы, I – поступление энергии, А – ассимиляция Биологическая продуктивность экосистем Продуктивность экосистем тесно связана с потоком энергии. Биологическая продуктивность – это воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав биогеоценоза. Органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза называется первичной продукцией экосистемы. Первичной продукцией определяется общий поток энергии через биотический компонент экосистемы и биомасса живых организмов, которые могут существовать в экосистеме. Делится на: валовую (общее количество созданного органического вещества) и чистую (оставшаяся после расходов на дыхание и корневые выделения). Первичная продуктивность – скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают энергию и запасают ее в форме органического вещества. Консументы образуют свою биомассу. Биомасса и скорость ее образования консументами - вторичная продукция, т.е. продукция гетеротрофных организмов. Вторичная продуктивность - скорость образования продукции гетеротрофами. Кроме первичной и вторичной продукции биоценозов, различают промежуточную (после потребления другими членами биогеоценоза возвращается в круговорот веществ этой же системы) и конечную (исключается из данного биогеоценоза, т.е. выводится за его пределы) продукцию. Количественные соотношения первичной и вторичной продукции в экосистемах подчиняются правилу пирамиды. Экологические пирамиды Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме и для их графического изображения используют экологические пирамиды. Они выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды. Экологические пирамиды отражают характеристики любого биоценоза: их высота пропорциональна длине рассматриваемой пищевой цепи, т.е. числу содержащихся в ней трофических уровней; их форма отражает эффективность превращения энергии при переходе с одного уровня на другой. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды. Известны три основных типа экологических пирамид:
2. пирамида биомассы – отражает пищевые взаимоотношения в экосистеме, в ней учитывается суммарная масса организмов (биомасса) каждого трофического уровня;
В 1942 г. Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии (закон 10 %) – с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень не более 10 % энергии. В наземных экосистемах действует правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников. Пирамиды чисел и пирамиды биомасс не всегда имеют классический вид, только пирамиды накопленной энергии – всегда. Основные законы и правила экологии
16. Законы экологии Б. Коммонера (1974 г.):
17. правило Бергмана – при продвижении на север средние размеры тела в популяциях эндотермных животных увеличиваются; 18. правило Вант - Гоффа – при оптимальных температурах у всех организмов физиологические процессы протекают наиболее интенсивно, что способствует увеличению темпов их роста; 19. правило Глогера – окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном; 20. правило Тинеманна – сохранение и расселение видов растений ограничивает устойчивость к неблагоприятным абиотическим воздействиям репродуктивных органов и незащищенных молодых растений. 21. правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников. Рациональное природопользование Л-6 Природопользование может быть нерациональным и рациональным. Нерациональное природопользование не обеспечивает сохранение природно- ресурсного потенциала, ведет к ухудшению качества природной среды, сопровождается загрязнением и истощением природных систем, нарушением экологического равновесия и разрушением экосистем. Рациональное природопользование - комплексное научно- обоснованное использование природных богатств, при котором достигается максимально возможное сохранение природно- ресурсного потенциала, при минимальном нарушении способности экосистем к саморегуляции и самовосстановлению. Основные принципы рационального природопользования           Учет и оценка, прогноз развития, разработка системы управления и использования Улучшение и оптимизация Эффективность Обеспечение качества Обогащение (количественное и качественное) Поддержание продуктивности (воспроизводство) Комплексность и экономичность добычи и переработки Различные типы ресурсов окружающей природной среды Формы природопользования осуществляются в 2-х видах:
Основные законы и правила природопользования
Взаимосвязь этих процессов отражена в законе соответствия между развитием производственных сил и природно- ресурсным потенциалом общественного прогресса.
7. из закона оптимальности вытекает правило меры преобразования природных систем: преобразование природных систем возможно лишь в рамках, ограниченных частными закономерностями и свойствами природных образований. 8. правило (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое» техническое управление природными процессами чревато цепными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. 9. «жесткое» техногенное управление природой вызывает действие принцип естественности, или правила старого автомобиля: с течением времени эколого- социально- экономическая эффективность технического устройства, обеспечивающего «жесткое» управление природными системами и процессами, снижается, а экономические расходы на его поддержание возрастают.
Среда жизни человека Для обозначения совокупности экологических условий используются понятия «окружающая среда» и «среда обитания» (подразумевается среда жизни человека). Окружающая природная среда – это природные компоненты, существующие на Земле и вокруг нее (материальные природные тела – вода, воздух, животные, растения, почва, микроорганизмы, минералы, горные породы, космос) и соответствующие природные процессы (космические, геологические, климатические, биологические). Окружающая человека среда (по Н.Ф. Реймерсу,1994) состоит из четырех взаимосвязанных компонентов - подсистем: а) природной среды; б) порожденной агротехнической среды- «второй природы»; в) искусственной среды- «третьей природы»; г) социальной среды. Природная среда, окружающая человека - факторы чисто естественного или природно- антропогенного системного происхождения, прямо или косвенно, осознанно или неосознанно воздействующие на отдельного человека или коллективы, включая и все человечество. К этим факторам относятся: - энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитное и гравитационное поля); - химический и динамический характер атмосферы; водный компонент (влажность воздуха, зеленой поверхности, химический состав вод, их физика, само их наличие и соотношение с населенной сушей); - физический, химический и механический характер поверхности земли (включая геоморфологические структуры - равнинность, холмистость и т.д.); - облик и состав биологической части экосистем (растительности, животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний (в том числе сочетаний непахотных сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с естественными экосистемами); - степень сбалансированности и стационарности компонентов (создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих определенный ритм природных явлений, в т.ч. стихийно- разрушительного и др. характера, рассматриваемого как бедствие (землетрясения, наводнения, ураганы и т.д.); - плотность населения и взаимовлияние самих людей как биологический фактор. Среда «второй природы», или квазиприродная среда - все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания, т.е. постепенно разрушающиеся без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека: пахотные земли, культурные ландшафты; грунтовые дороги; зеленые насаждения. «Третья природа» или артеприродная среда - весь искусственный мир, созданный человеком (она окружает человека). Социальная среда - культурно- психологический климат, создаваемый для личности, социальных групп и человечества в целом самими людьми. Социальная среда интегрируется с природной, квазиприродной и артеприродной средами в общую совокупность окружающей человека среды. Все факторы каждой из сред определяют качество среды жизни. Воздействие человека на природную среду Воздействие на природную среду с участием человека может быть:
Среди прямых воздействий на природу различают воздействия: аддитивное, кумулятивное, синергическое. Антропогенное воздействие - непосредственное влияние человечества на процессы в окружающем его мире. Вторжение человека в биогеоценозы приводит к неминуемой гибели разнообразия биогеоценозов и к нарушениям и загрязнению. Совокупное воздействие нескольких загрязнителей (химических и физических) – аддитивное воздействие (влияние ТЭЦ на загрязнение атмосферного воздуха). Кумулятивное воздействие- суммирование всех составляющих одного фактора с усилением их общего влияния (ионизирующее излучение). Синергическое воздействие - комплексное воздействие нескольких факторов, при которых общий эффект оказывается иным, нежели при воздействии каждого фактора по отдельности. Экология урбанизированных территорий Урбанизация - это процесс увеличения численности городских поселений, приводящий к росту и развитию городов. Она является мощным экологическим фактором, сопровождающимися преобразованием ландшафта, земельных и водных ресурсов, массовым производством отходов, поступающих в атмосферу, водные и наземные экосистемы. Современная урбанизация обладает тремя чертами:
Крупный город изменяет почти все компоненты природной среды – атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты и даже климат. Урбосистема - неустойчивая природно- антропогенная система, состоящая из архитектурно- строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем. Функциональное зонирование территории города:
Роль зеленых насаждений в жизни города Зеленые насаждения города входят в состав комплексной зеленой зоны. Главными функциями зеленых насаждений современного города являются: санитарно – гигиеническая, рекреационная, структурно – планировочная и декоративно – художественная. Зеленые растения играют огромную роль в обогащении окружающей среды кислородом и поглощении образующегося диоксида углерода. Велика роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Задерживая потоки воздуха, растения поглощают содержащиеся в нем загрязняющие вещества Зеленые насаждения улучшают микроклимат городской территории, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий, тротуары, создают «комфортные условия» для отдыха на открытом воздухе. Зеленые насаждения обусловливают аэрацию городских территорий. Восходящие потоки воздуха Нисходящие потоки воздуха      Городская застройка Зеленый пояс города Зеленые насаждения подразделяют на следующие виды пользования: общего (стадионы, скверы, парки, сады, газоны, одиночные деревья на улицах), ограниченного (насаждения дворов, приусадебных участков, зеленые массивы лечебных, детских, школьных учреждений и промышленных предприятий), специального (ветрозащитные и противопожарные, санитарные, мелиоративные, водоохранные зоны). Площадь озелененных территорий общего пользования - парков, бульваров, скверов, которые размещаются на селитебных территориях, определяются правилами градостроительства и строительными нормативами. Природные ресурсы Л-7 Ресурсы - средства, источники каких- либо благ, реализуемых человеком в своих интересах. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||