Конспект лекций по Экологии Лекция 1 icon

Конспект лекций по Экологии Лекция 1


4 чел. помогло.
Смотрите также:
Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса «Введение в...
Конспект лекций по курсу тмм. Автор: Тарабарин В. Б 10. 1997г. Лекция 1...
Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010 г...
Организация предпринимательской деятельности: Конспект лекций...
Опорный конспект лекций по макроэкономике Автор: Фридман А. А...
Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011 г...
Конспект лекций удк 651. 5 Ббк 60. 844 Конспект лекций по курсу «Делопроизводство»...
Конспект лекций удк 651. 5 Ббк 60. 844 Конспект лекций по курсу «Делопроизводство»...
Конспект лекций Конспект лекций по дисциплине "Организационное поведение"...
Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект лекций...
Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Особенная часть. Конспект лекций. 2008 г...
Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций. 2010 г...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
скачать
Конспект лекций по Экологии


Лекция 1.

Общие понятия экологии.

Глобальный экологический кризис


Слово "экология" образовано от греческого ойкос, что означает " дом" или "жилище". В буквальном смысле экология -это наука об организмах "у себя дома". Обычно экологию определяют как науку об отношениях организмов или групп организмов к окруждющей среде, или как науку о заимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Поскольку экология занимается преимущественно биологией групп организ­мов и функциональными процессами на суше, в море и в пресных водах, определение этой области исследований как науки о структуре и функциях природы будет более соответствовать ее современному направлению, причем человечество рассматривает­ся как часть природы. Для последних десятилетий ХХ в. особе­нно подходит одно из определений, данных в полном словаре Уэбстера, а именно: "Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и их средой". Для "долго­срочного" употребления лучшим определением этого обширного по объему понятия будет, по-видимому, наиболее краткое и на­именее специальное, а именно "биология окружающей среды" (environmental biology).

^ КОНЦЕПЦИЯ ЭКОСИСТЕМЫ

Определения.

Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение нераздельно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Любое единство, включающее все организмы (т.е. "сообщество") на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообра­зие и круговорот веществ (т.е. обмен веществами между биоти­ческой и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему. С точки зрения трофических (от греч. трофе - питание) отношений экосистема имеет два компонента (которые обычно частично разделены во времени и пространстве): 1) автотрофный компонент (автотроф­ный - самостоятельно питающийся), для которого в основном характерны фиксация световой энергии, использование простых неорганических веществ и построение сложных веществ, и 2) гетеротрофный компонент (гетеротрофный - питаемый другими), для которого характерны утилизация, перестройка и разложение сложных веществ. Для удобства описания целесообразно выде­лять в составе экосистемы следующие компоненты: 1) неоргани­ческие вещества (C, N, CO , H O и т.д.), включающиеся в кру­говороты; 2) органические соединения (белки, углероды, липи­ды, гуминовые вещества и т.д.), связывающие биотическую и абиотическую части; 3) климатический режим (температура и другие физические факторы); 4) продуценты - автотрофные ор­ганизмы, главным образом зеленые растения, которые способны создавать пищу из простых неорганических веществ; 5) макро­консументы, или фаготрофы (от греч. фагос - пожирающий), - гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают другие организмы или частицы органического вещества;

6) микрокунсументы, сапротрофы (от греч. сапро - разлагать), или осмотрофы (от греч. осмо - проходить через мембрану), гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неор­ганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами, а также органические вещества, способные слу­жить источниками энергии, ингибиторами или стимуляторами для других биотических компонентов экосистемы. Первые три группы неживые компоненты, а остальные составляют биомассу (живой вес).

Один из самых общих признаков экосистем -наземных, пресноводных или морских, создаваемых человеком или природ­ных, - взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонен­тов. Очень часто эти организмы и осуществляемые ими функции в определенной степе­ни разделены в пространстве, располагаясь в виде ярусов, од­ни над другими: автотрофный метаболизм наиболее интенсивно происходит в верхнем ярусе - "зеленом поясе", т.е. там, где наиболее доступна световая энергия, а гетеротрофный метабо­лизм преобладает внизу, в почвах и отложениях - "коричневом поясе", в котором накапливается органическое вещество. Функ­ционирование автотрофов и гетеротрофов частично разделено также во времени: использование продукции автотрофных орга­низмов гетеротрофами может происходить с существенной задер­жкой. Например, в лесной экосистеме фотосинтез превалирует в листовом пологе. Лишь часть продуктов фотосинтеза, часто ве­сьма небольшая, немедленно и непосредственно используется растением и гетеротрофами - фитофагами и паразитами, питаю­щимися листвой и молодой древесиной. Большая часть синтези­рованного вещества (в форме листьев, древесины и запасных питательных веществ в семенах и корнях) в конце концов попа­дает в подстилку и почву, образующие вместе четко определен­ную гетеротрофную систему.

Такое пространственно-временное разделение процессов позволяет подразделить потоки энергии на два типа: 1) паст­бищный, в котором происходит прямое потребление живых расте­ний или их частей, и 2) "детритный", в котором идет накопле­ние и разложение мертвого вещества. Термин "детрит" ("продукт распада", от лат. deterere - изнашиваться) заим­ствован из геологии, где им обычно обозначают продукты раз­рушения горных пород.

Абиотические компоненты лимитируют и регулиру­ют существование организмов. В качестве общего принципа мож­но указать, что в операциональном смысле живые и неживые ча­сти экосистемы настолько тесно связаны природой в одно це­лое, что разделить их трудно (отсюда операциональные класси­фикации, в которых не проводится резкого различия между био­тическим и абиотическим). Большинство биогенных веществ ( С, Н, О, N, P и т.д.) и органических соединений (углеводороды, белки, жиры и т.д.) не только встречаются как в организмах, так и вне их, но и образуют непрерывный поток между живым и неживым.
^

Поступательные изменения или экологические сукцессии


Изменения, вызванные как экзогенетическими (внешними) так и эндогенетическими (внутренними) причинами могут привести к поступательным изменениям – смене одного биоценоза на другой. Эти изменения включают в действие механизм последовательной смены определенных состояний экосистемы, характерный для данной зоны, данного местообитания и особенностей предшествовавшего биоценоза.

Экологическая сукцессия – последовательная, необратимая смена биоценозов. Например, луговая экосистема не будучи использована под сенокос, пастбище или как газон она через 5-10 лет зарастает кустарником под пологом которого сохраняются всходы деревьев. Со временем они составят доминирующие популяции и образуется лес, типичный для данных почвенно- климатических условий.

Вторичной сукцессией считаются также процессы аналогичные, например постепенному зарастанию озера и превращению его в болото, а затем и в лес.

Очевидно, что антропогенные экосистемы, заброшенные по какой-либо причине человеком в результате вторичной сукцессии постепенно превращаются в одну из экосистем типичных для данного местообитания. Так, заброшенная после аварии на ЧАЭС пашня постепенно превращается в лес. Пройдут столетия и будут поглощены биотой оставленные дороги, здания и сооружения.

Вторичная сукцессия не входит в систему чрезвычайного реагирования, т.к. в ее истоках лежит более сильное действие.

Первичные сукцессии протекают не только в естественных условиях, но и в антропогенных экосистемах в местах значительных техногенных катастроф, на разработках полезных ископаемых, при проведении крупных строительных мероприятий и т.п.

В случае частичного повреждения экосистемы или изменении в ней метаболизма вследствие естественных, внутренних причин или при вмешательстве человека возможна вторичная сукцессия.

Например, при повреждении участка естественного луга в нашей зоне во время сельскохозяйственных, строительных или иных работ, сопровождающихся уничтожением существующей травянистой растительности, в течение последующих одного-двух лет активно формируется ценоз из однолетних двудольных растений (т.н. сорняки), затем два-три года преобладают многолетние двудольные растения, за ними образуется сложное сообщество из корневищных и иных злаков. Этот процесс определен особенностями экотопа и являющаяся результатом саморазвития экосистемы.

В основе сукцессионных изменений на каждом этапе развития экосистемы лежит неполнота биологического круговорота, связанная с несоответствием изъятия и возвращения в окружающую среду биогенных элементов.

Первичные сукцессии возможны на местах, где отсутствовал или уничтожен биоценоз, т.е. процесс его развития начинается с единичных представителей пионерских видов и отмечается, как правило, временной длительностью.

Например, к первичным сукцессиям относятся процессы обрастания горных скал. Они осуществляются в виде образования серий сообществ, последовательно сменяющих друг друга.

Так, вначале на скале поселяются накипные лишайники с соответствующей фауной мелких насекомых – т.н. пионерные виды. Затем на погребенных лишайниках и образовавшемся мелкоземе появляются некоторые виды мхов, усиливается почвообразующая деятельность микроорганизмов, увеличивается количество видов насекомых, появляются некоторые виды беспозвоночных. Следующий этап – появление сосудистых растений, образование почвы, активное развитие наземной и почвенной фауны. Заканчивается обрастание скал образованием леса со специфическим почвенным покровом и иным чем прежде набором видов продуцентов консументов и редуцентов, внешних факторов, которые не только кратковременно вышли за границы толерантности биологических объектов, но и уничтожили их частично или полностью, повлияв на биогенную миграцию в экосистеме.


^ Экологические кризисы.

Кризис - одно из состояний среды, природы или биосферы в це­лом. Ему предшествуют или за ним следуют другие состояния и сопутствующие им экологические ситуации.

Под экологическим кризисом понимают изменении биосфе­ры или ее частей на значительном пространстве, сопровож­дающиеся трансформацией среды и систем в целом it новое качество. В настоящее время термин «кризис» используется также часто, как термины «загрязнение среды», дефицит ресурсов.

Биосфера неоднократно переживала острые кризисные периоды, обусловленные чисто природными явлениями. Наиболее известен кри­зис, который имел место в копне мелового периода (70- 100 млн. лет назад), когда в геологически короткий промежуток времени вымерли пять отрядов рептилий (динозавры, птерозавры, ихтиозавры и др.), включавшие не менее 35 семейств и большое количество видов.

Кризисные явления неоднократно вызывались изменениями кли­мата и сопутствующими ему оледенениями, либо опустынивани­ем. Так, в эпоху оледенения, имевшего место 30-40 тыс. лет назад (верхний палеолит), вымерли такие крупные животные, как мамон­ты, шерстистый носорог и многие хищники.

С момента своего появления деятельность человека неодно­кратно противоречила природе, что порождало кризисы различно­го масштаба. Но в силу небольшой численности населения и его слабой технической оснащенности они никогда не принимали гло­бальных масштабов. Человек мог исчерпать доступными ему ме­тодами какой-то ресурс или разрушить природу и экосистемы на пространствах ограниченного размера.

Общим для всех антропогенных кризисов является то, что выход из них сопровождался, как правило, уменьшением численности на­родонаселения, его миграцией и социальными потрясениями. В ряде случаев кризисы завершались сменой общественного строя. Так, первый антропогенный кризис вызвал расселение охотников, или «ве-лише переселение народов», кризис нехватки продуктов сельского хозяйства (второй антропогенный) -эмиграцию населения из Евро­пы за океан. Переход к земледелию и скотоводству сопровождался разложением первобытно-общинного строя и возникновением рабо­владельческого, а последнему сопутствовали опустынивание и исто­щение земельных ресурсов и переход к феодальному строю.





Название кри-

Время

Причины кризи-

Пути выхода из




зиса




са

кризиса

1.

Предантропоген -

Змл н. лет

Наступление за-

Возникновение




ный (аридиза-

назад

сушл.периоца (ари-

прямоходящих




ции)




дюация климата)

антропоидов

2.

Обеднения ре-

Зи-5Отыс.

Недостаток дос-

Простейшие био-




сурсов собира-

лет на-

тупных перво-

технические меро-




тельства и про-

зад

бытному челове-

приятия типа вы-




мысла для че-




ку ресурсов

жигания раститель-




ловека







ности для обновле-













ния экосистем

3.

Перепромысла

Ш-50ГЫС.

Уничтожение

Переход к прими-




крупных жи-

лет на-

доступных круп-

тивному земледе-




вотных (кризис

зад

ных животных

лию, скотоводству




консументов)




человеком-охот-

(нсополитичес кая










ником

революция)

4.

Примитивного

1,5-2гыс.

Примитивный по-

Переход к непо-




поливного зем-

лет на-

лив, сопутств. ему

ливному (богар-




леделия

зад

истощение и за-

ному земледелию)










соление почв




5.

Недостатка

150-250

Истощите л ьное

Промышленная




растительных

лет на-

землепользова-

революция, новые




ресурсов и про-

зад

ние, отсталые

технологии в




довольствия




технологии

сельском хоз-вс

6.

Глобального заг-

30-50лет

Истощительное

Энсргосбе регаю-




рязнения среды

назад по

природопол ъзова-

шие технологи и,бе-




и угрозы истоше-

настоя-

ние, многоотход-

зотходное произв.,




ния ресурсов

щее время

ные технологии

поиск решений

7.

Глобальный

Начался

Выделение в сре-

Ограничение ис-




термодинами-

и прог-

ду большого ко-

пользования




ческий(тепло-

нозиру-

личества тепла,

энергии,




вого загрязне-

ется

особенно из вну-

предотвра шен ие




ния)




тренних источ-

парникового эф-










ников, парнико-

фекта, поиск ре-










вый эффект

шений

1

2




4

5




8.

Глобального

Первые

Нарушение эко-

Приоритет эко-







исчерпания на-

призна-

логического рав-

логических цен-







дежности эколо-

ки и

новесия в масш-

ностей перед все-







гических систем

прогноз

табах планеты

ми другими, по-
















иски решении




^ 1. 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕВОЛЮЦИИ

В настоящее время установлено, что ископаемые предки чело­века появились примерно 4,5 млн лет назад и начали использовать орудия 2,5 млн лет до н.э.

Окончательное формирование «человека разумного» закончи­лось 40 тыс. лет до н. э. на Ближнем Востоке.

Во времена палеолита и мезолита (10—12 тыс. лет до н.э.) люди занимались охотой и собирательством плодов и вскоре ис­черпали возможности своей экологической ниши. С ростом чис­ла людей еды стало не хватать и начался голод. Количество стоя­нок в начале неолита (10 тыс. лет до н.э.) в 8—10 раз меньше, чем во времена палеолита. Чтобы не умереть с голоду, люди изоб­рели новые технологии получения пищи: земледелие и ското­водство. Так началась п е р в а я технологическая революция. Эта революция называется также неолитической, или сель­скохозяйственной.

Развитие сельского хозяйства сопровождалось наступлением на природу. До того как человек стал заниматься сельским хозяйством, на земном шаре существовали обширные массивы лесов, общая пло­щадь которых составляла примерно 62 млн км2 (6,2 млрд га). Однако в течение многих веков в результате расчистки земельных угодий под пашни, пастбища, заготовки деловой древесины площадь лес­ных экосистем сократилась до 42 млн км2, т. е. почти на треть. Из-за засоления орошаемых земель 2 тыс. лет до н. э. погибла цивилизация шумер в Нижней Месопотамии, где стало невозможно земледелие. Эта была первая известная нам экологическая катастрофа.

Вторая технологическая революция, которая на­зывается промышленной, началась в XVIII в. в Англии. Эта техно­логическая революция позволила резко увеличить объем и ха­рактер производства. Англия, которая первой освоила механи­ческую прялку, ткацкий станок и паровой двигатель, быстро пе­решла от ремесленного производства к машинному. Это дало ей огромные преимущества перед другими странами. Уже в середи­не XIX в. она производила больше половины мировой промыш­ленной продукции.

Современная научно-техническая революция (НТР) — третья технологическая ре­волюция в истории человечества — началась 6 августа 1945 г., когда над японским городом Хиросима была взорвана американ­ская атомная бомба. С этого момента наступила атомная эра, ко­торая сопровождалась как разработкой ядерного оружия и его ис­пытаниями в атмосфере и под землей, так и созданием атомной энергетики. В это же время (во второй половине 40-х годов XX в.) была создана первая электронно-вычислительная машина (ЭВМ). ЭВМ, а затем персональные ЭВМ (ПЭВМ) в настоящее время завоевали мир, став неотъемлемой частью новых технологических процессов.

^ Масштабы экологического кризиса

Масштабы современной деятельности человечества не имеют подобия в истории планеты. За 80 лет (с начала XX в.) из недр Земли было извлечено полезных ископаемых больше, чем за всю историю цивилизации, начиная с палеолита. Более поло­вины добытой за эти годы железной руды, свыше 2/3 нефти, при­родного газа, калийных солей, фосфоритов, 3/4 бокситов взято из Земли за 20 лет (с 1960 по 1980 г.).

Распахивая почву, человек ежегодно перемещает массу земли (объемом 4 тыс. км3), примерно в 3 раза превосходящую массу всех вулканических продуктов, поднимающихся из недр планеты за тот же срок, и в 200 раз больше, чем сносится в моря и океаны текущими водами. Он забирает на хозяйственно-бытовые нужды 13% мирового речного стока (3,8 тыс. км3); сжигает 13,2 млрд т условного топлива, потребляя при этом 22 млрд т атмосферного кислорода (данные 1993 г.); выплавляет 2,5 млрд т различных ме­таллов (рис. 6.1); производит более 60 млн т неизвестных в природе синтетических материалов; рассеивает на полях свыше 500 млн т различных пестицидов, из которых 1/3 смывается дождями в во­доемы и задерживается в атмосфере.

В настоящее время площадь освоенных человеком земель до­стигла 60% суши. Застроенные земли занимают сейчас около 300 млн га.

Однако богатства планеты используются неравномерно. В стра­нах Большой семерки (США, Великобритания, Япония, Фран­ция, ФРГ, Италия, Канада) живет 15% населения планеты, а используется 53 % энергии, 33 % удобрений, 70 % деловой древе­сины, создается 81 % наиболее опасных отходов и 90% хлорфтор-углеродов, разрушающих озоновый слой (рис. 6.4).





Скачать 3,27 Mb.
оставить комментарий
страница1/13
Дата30.09.2011
Размер3,27 Mb.
ТипКонспект, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
плохо
  2
средне
  3
хорошо
  1
отлично
  6
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх