ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Антонина Згуро

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Предмет экологии Основные разделы экологии Понятие экосистемы Биосфера как глобальная экосистема Экологические факторы среды Лимитирующие факторы Среды жизни

ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ Экология греч. oikos - дом, жилище, место обитания, logos - знание, учение Экология – это наука об отношениях организмов с окружающей средой Немецкий биолог Эрнст Геккель 1866 год

ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ Экология – это междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и их взаимосвязи Юджин Одум (Eugene Odum),1953 г.

ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ Экология – это наука, которая изучает законы функционирования природных и антропогенных систем, а также ищет оптимальные формы взаимоотношения природы и человеческого общества

ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ

СТРУКТУРА ЭКОЛОГИИ ЭКОЛОГИЯ ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ АУТЭКОЛОГИЯ СИНЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИОН-НАЯ ЭКОЛОГИЯ (ДЕМЭКОЛОГИЯ) БИОГЕО- ЦЕНОЛОГИЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ (УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ) ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ЭКОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ЭКОЛОГИЯ ВОДНЫХ ОРГАНИЗМОВ ЭКОЛОГИЯ ДРУГИХ СИСТЕМАТИЧ. ГРУПП ГЕОЭКОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЯ СУШИ ЭКОЛОГИЯ МОРЯ ЭКОЛОГИЯ ПРЕСНЫХ ВОД ЭКОЛОГИЯ ТУНДРЫ ЭКОЛОГИЯ ПУСТЫНЬ ЭКОЛОГИЯ ДРУГИХ ГЕОГРАФИЧ. ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ (ИНЖЕНЕРНАЯ) ЭКОЛОГИЯ СЕЛЬСКО- ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ ПРОМЫСЛОВАЯ ЭКОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ ДРУГИЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА СОЦИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЯ ГОРОДА ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕ- ЧЕСТВА ЭТНОЭКОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЯ ЖИЛИЩА ДРУГИЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ

Предмет экологии Уровни организации материи Экология изучает надорганизменные структуры - экосистемы

ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии Ю. Одум Arthur Tansley

ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ Микроэкосистемы

ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ Мезоэкосистемы

ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ Макроэкосистемы

ПОНЯТИЕ ЭКОСИСТЕМЫ Антропогенные экосистемы

БИОСФЕРА КАК ЭКОСИСТЕМА Биосфера – глобальная экосистема греч. bios - жизнь sphaira - шар,сфера Эдуард Зюсс, 1875 В.И.Вернадский,1926 Биосфера – область распространения жизни на Земле

БИОСФЕРА АТМОСФЕРА Газовая оболочка Земли ГИДРОСФЕРА Водная оболочка Земли ЛИТОСФЕРА Верхняя твердая оболочка Земли ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО Совокупность живых организмов

БИОСФЕРА Поле существования жизни – участки, где есть условия для выживания и размножения организмов Поле устойчивости жизни – территории, где живые организмы могут лишь выживать, но не могут размножаться

БИОСФЕРА Границы биосферы Верхняя: озоновый слой (на высоте км) Нижняя: в литосфере на глубине 2-3 км в гидросфере на глубине км

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Экологический фактор – любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Факторы неживой природы (абиотические): Физические: солнечная радиация, световой режим, температура, влажность, Давление, гравитация, атмосферные осадки, огонь, ветер и др. Химические: атмосферные газы (кислород, диоксид углерода) соленость, рН, питательные элементы)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Факторы живой природы (биотические): Совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие Внутривидовые взаимодействия Межвидовые взаимодействия

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Факторы человеческой деятельности (антропогенные): Добыча природных ресурсов Вырубка лесов Осушение болот Промысел зверей, птиц, рыб Промышленность Сельское хозяйство

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ СВЕТ (солнечная радиация)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Видимый свет, λ = нм, 40-50% солнечной радиации, фотосинтез 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 УФ – излучение: УФ-А нм дальний УФ, опасен для жизни, УФ-В нм задерживается озоновым слоем УФ-С нм ближний УФ, загар, синтез витамина D ИК-лучи, λ > 700 нм, важный источник тепловой энергии

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Адаптации организмов к изменению светового режима: Суточные ритмы Сезонные ритмы

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ ТЕМПЕРАТУРА температура воздуха от -88,3 °С до +58,7°С Верхний температурный порог жизни определяется температурой свертывания белков (свыше 60°С). Нижний температурный порог жизни связан с изменениями в клетках и тканях, происходящими при замерзании внеклеточной и внутриклеточной жидкости

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ ВОДА 50-80% МАССЫ ОРГАНИЗМОВ Человек – 70% Медуза – 95% Все процессы обмена веществ происходят в водной среде Питательные вещества и газы поступают к клеткам в растворенном состоянии

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ Адаптации Защитные покровы, уменьшающие испарение воды (воск) Вместо листьев – иглы, колючки, шипы Шерстяной, перьевой покров Отсутствие потовых желез Мощная корневая система Запасание воды

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ КИСЛОРОД Аэробные организмы Анаэробные организмы В воздухе 21% кислорода или 277мг/л В воде 8,7мг/л ОЗОН В тропосфере вреден В стратосфере озоновый слой

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ ПИТАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ макроэлементы микроэлементы C, H, O – основные элементы N, P, K – основные питательные элементы Fe, Ca, S B, Cu, Zn, Co, Ni, I, F, Br, Mn, Mo и другие

ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ Диапазон выживания или зона толерантности – область значений какого-либо фактора среды, в пределах которого может существовать данный вид

ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ Закон минимума: развитие организмов лимитируется экологическим фактором, находящимся в минимуме Закон Либиха 1840 г. Закон толерантности : развитие организмов лимитируется экологическими фактирами, находящимися в минимуме и максимуме Закон Шелфорда 1910 г.

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ АВТОТРОФЫ ИЛИ ПРОДУЦЕНТЫ ГЕТЕРОТРОФЫ ИЛИ КОНСУМЕНТЫ МИКСОТРОФЫ

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО Автотрофы – берут нужные им для жизни химические элементы из окружающей их неживой (косной) материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма ФотоавтотрофыХемоавтотрофы Х

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО Гетеротрофы – организмы, которые нуждаются для своего питания в органическом веществе, образованном другими организмами Некротрофы Биотрофы Сапротрофы

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО Миксотрофы – организмы со смешанным типом питания венерина мухоловкаросянка

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО Участие химических элементов в составе организмов Главные 1-60% C, H, О, N ПОСТОЯННЫЕ КОМПОНЕНТЫ Сопутствующие 0,05-1% Na, Mg, P, S, Cl, K, Ca Следовые 0,05% B, F, Si, Mo, I, Mn, Fe, Co, Cu, Zn ПЕРЕМЕННЫЕСопутствующие (побочные) Al, Ti, V, Cr, Ni, As, Br, Rb, Sr КОМПОНЕНТЫСледовыеHe, Li, Be, Ar, Se, Ga, Ge, Sc, Y, Nb, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Ra, Th, U Биогенные (биофильные )элементы – химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции О ~ 70%, С ~ 18%, Н ~ 10% массы организмов, всего ~ 60 хим. эл.

СРЕДЫ ЖИЗНИ Среда жизни (среда обитания) организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни Наземно-воздушная Водная Почва Живые организмы

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ Индикаторы среды – организмы, по которым можно определить тип физической среды, где они росли и развивались Поиск полезных ископаемых Загрязнение среды