Контрольная работа по "Экологии"

Экология  – молодая наука, но древнейшая отрасль  человеческого знания. Рождение экологии как самостоятельной науки произошло  в середине XIX века. В 1866 году немецкий биолог Эрнест Геккель (1834-1919) назвал экологией  один из разделов биологии – “науку об отношении организмов к окружающей среде”. Буквальный перевод введенного Геккелем термина “экология” с  греческого языка означает “наука о доме”: “экос” – “дом, родина”; “логос” – “наука, учение”.

      экология – наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях между собой и с окружающей их внешней средой.

Существует 2 подхода:

-Антропоцентрический(Считающий  человека центром мироздания)

-экоцентрический(равенство  живых организмов населяющих  живую планету)

Классификация экологий:

По размерам:

а)ландшафтное(географическое)

б)глобальное(учение о биосфере)

По конкретным объектам изучения

а)экология растений

б)экология животных

в)экология микроорганизмов

По научно-практической точки зрения

А)теоритическое

-Экологию  растений (взаимоотношения растений  и абиотической среды),

-Экологию  животных (взаимодействие животных  и факторов среды),

-Аутэкологию  (устанавливает пределы существования  особи),

-Демэкологию  (изучает естественные группировки  особей одного вида, т.е. популяции),

-Эйдэкологию  (экология видов),

-Синэкологию  (экология сообществ).

-Геоэкология  изучает влияние геологических  процессов на состояние биосферы  и ее компонентов.

    Б)социальная  экология изучает взаимоотношения  в системе “человеческое общество  – природа”, а один из ее  разделов – экология человека  – рассматривает взаимодействие  человека как биосоциального  существа с окружающей средой. Подразделяется на экологию человека (антропоэкология), экологию личности, экологию культуры.

   В)  инженерная экология  занимается  исследованием природно-технических  геосистем, формирующихся в результате  взаимодействия природы и человеческого  общества.

Задачи экологии:

1.исследование  взаимоотношения организмов друг  с другом

2.изучение  взаимоотношения организмов с  окружающей средой

3.изучение  жизни макросистем высокого ранга

4.Учение о  рациональном освоении и использовании  природных ресурсов

5.поиск оптимальных  отношений «человек-окр.среда»

Учение  о биосфере

  Термин  “биосфера” образован от греческих  слов “биос” – жизнь и “сфера”  – шар. Впервые этот термин  был введен в научную литературу  в 1875 году австрийским геологом  Эдуардом Зюссом (1831-1914).

Биосфера  – сложная многокомпонентная  система, включающая всю живую и  неживую природу, т.е. область существования  живого вещества.

  Биосфера  сформировалась в результате  длительной эволюции под влиянием  следующих естественных факторов:

1. солнечной энергии,

2.силы гравитации,

3.тектонических сил,

4.химической энергии (окислительно-восстановительные процессы)

5.биогенной энергии

Согласно  учению В. И. Вернадского, биосфера  имеет сложную внутреннюю структуру  и состоит из семи компонентов :

-Живое вещество–  совокупность всех живых организмов, населяющих планету. Характеризуется  массой, химическим составом, энергией.

-Косное вещество–  геологические образования, не  входящие в состав живых организмов  и не созданные ими (магматические  горные породы, минералы).

-Биокосное  вещество– продукты взаимодействия  живого и косного веществ (океанические  воды, почва).

-Биогенное  вещество  – геологические образования,  созданные деятельностью живых  организмов (каменный уголь, нефть,  известняки).

-Радиоактивное  вещество – химические элементы, находящиеся в состоянии радиоактивного  распада. 

-Вещество  космического происхождения метеориты).

-Рассеянные  атомы .

свойства живого вещества :

-Чрезвычайно  высокая скорость протекания  химических реакций – в сотни  и тысячи раз выше, чем в  неживой природе. 

-Способность  быстро занимать (осваивать) все  свободное пространство . Она обусловлена  быстрым размножением и способностью  организмов интенсивно увеличивать  поверхность собственного тела  или образуемых им сообществ.  Пример: площадь листьев растений, занимающих территорию в 1 га, может составлять до 10 га и  более. 

-Способность  как к пассивном, так и к  активному .

-Высокая  приспособительная способность  к различным условиям внешней  среды – к жизни в воде, в  воздухе, в почве и т.д. 

-Устойчивость  при жизни и быстрое разложение  после смерти (т. е. включение  в круговороты веществ).

-Высокая  скорость обновления живого вещества .

Перечисленные уникальные способности живого вещества служат основой взаимной адаптации  живых организмов и среды, в которой  они обитают.

Функции живого вещества:

1.Энергетическая функция живого вещества заключается в трансформации более 99% энергии, поступающей на поверхность Земли, от Солнца.

2.Газовая функция живого вещества связана с тем, что многие газов планеты имеют органическое происхождение, то есть являются продуктами жизнедеятельности живых существ.

3.Концентрационная функция заключается в том, что многочисленные организмы наделены способностью накапливать, концентрировать в себе определенные элементы, несмотря на кое слишком ничтожен содержание их в окружающей среде.

4.Окислительно-восстановительная функция заключается в том, что за счет жизнедеятельности микроорганизмов в биосфере осуществляются такие химические процессы, как окисление и восстановление элементов с переменной валентностью (азот, сера, железо, марганец и др.).

5.Деструктивная функция(после смерти ор-мы разлагаются)

6.Транспортная(перенос   вещества и энергии)

7. Средообразующая функция

8.рассеевающая 

9.информационная

Биогеоценоз и его составляющие.Экосистемы и их устойчивость.

  Термин  “биогеоценоз” образован от  греч. “биос” – жизнь, “гео”  – земля и “ценоз” - сообщество. Впервые термин “биогеоценоз”  был предложен русским ученым-почвоведом  академиком В. Н. Сукачевым  в 1940 году

биогеоценоз – это конкретный однородный участок земной поверхности, на котором взаимодействуют живое и косное вещества биосферы, объединенные обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

Структура биогеоценоза:

-Фитоценоз  – растительные сообщества (растительность, флора).

- Зооценоз  – животный мир (животные, фауна).

-Микробоценоз–  микроорганизмы.

-Эдафотоп  – почва с подпочвенными слоями  горных пород (грунтом) и почвенно-грунтовыми  водами.

- Климатоп–  атмосфера с содержащимися в  ней кислородом, углекислым газом,  влагой, осадками.

    Каждый  биогеоценоз отделен от других  границами, которыми служат границы  растительных сообществ однородного  видового состава и строения  в закономерном сочетании. Обычно  границы растительных сообществ  совпадают с природными географическими  зонами, вследствие чего различают  биогеоценозы тундры, лесов, степей, пустынь, болот, озер и т.д. 

        Основой существования биоценоза  как основной части экосистемы  является его биоразнообразие,  так как оно ведет к повышению  его устойчивости.

   В  последнее время в научной  литературе все чаще вместо  термина “биогеоценоз” употребляют  термин “экосистема”. Действительно,  они очень близки, однако не  являются синонимами. Термин “экосистема” (экологическая система) был предложен  английским ученым-ботаником А.  Тенсли в 1935 году.

экосистема  – это сообщество живых организмов и среда их обитания, которые функционируют  совместно и связаны между  собой взаимным обменом веществ  и энергии.

        Экосистема – понятие более широкое: границы экосистемы, в отличие от границ биогеоценоза, определяются только содержанием исследуемого сообщества живых организмов и среды его обитания. То есть, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема является биогеоценозом.

Осуществление биологического круговорота  происходит посредством жизнедеятельности  трех групп организмов:

- Автотрофы  (продуценты): живые организмы, создающие  сложные органические вещества (биомассу) из простых неорганических соединений, используя внешние источники  энергии (зеленые растения и  часть бактерий):

 

 а) Фотоавтотрофы  (зеленые растения, цианобактерии  и некоторые другие виды бактерий) создают органическое вещество  в процессе фотосинтеза, используя  энергию Солнца:

 

6CO2 + 6H2O + 282 кДж  -> C6H12O6+ 6 O2

 

       б)Хемоавтотрофы (нитрифицирующие  бактерии, железобактерии, серобактерии  и другие виды бактерий) создают  органическое вещество в процессе  хемосинтеза, используя энергию  химических связей: окисляют NH3, H2S, CH4 , CO и другие простые соединения  до более сложных. 

        Количество создаваемой автотрофами  биомассы называется первичной  продукцией. Скорость образования  первичной продукции (т.е. количество  биомассы, образующейся в единицу  времени на единице площади  или в единице объема) называют  биологической продуктивностью  экосистемы.

-Гетеротрофы  (консументы): живые организмы, неспособные  синтезировать органические вещества  из неорганических и требующие  поступления органического вещества  извне в виде пищи, которой  служат автотрофы и другие  живые организмы. К консументам  относится огромное количество  живых организмов. Различают несколько  групп гетеротрофов.

 

       Консументы I порядка (фитофаги и  детритофаги) – растительноядные  животные и животные, питающиеся  детритом (например, грифы, раки, земляные  черви). Детрит – мертвые растительные  и животные остатки (опавшие  листья, фекалии, трупы и т.д.).

        Консументы II порядка(зоофаги)– плотоядные  животные, питающиеся фитофагами  и детритофагами (хищники); насекомоядные  растения и растения-паразиты.

        Консументы III порядка  – плотоядные  животные, питающиеся зоофагами  (вторичные хищники); животные-паразиты.

        Консументы IV и V порядка  –  гиперпаразиты. 

        Существуют консументы со смешанным  типом питания – полифаги (например, человек).

        Таким образом, гетеротрофы строят  свое тело за счет автотрофов. Количество биомассы, создаваемой  консументами, называется вторичной  продукцией.

-Сапротрофы: живые организмы, питающиеся мертвым  органическим веществом и разлагающие  его до простых неорганических  соединений. К ним относятся редуценты  (различные виды бактерий, простейшие, грибы), а также детритофаги . Частично минерализация органических веществ осуществляется всеми живыми организмами в процессе метаболизма.

Понятие экологического фактора

Условия среды  обитания (т. е. компоненты внешней среды), которые оказывают прямое или  косвенное воздействие на живые  организмы на протяжении хотя бы одного цикла индивидуального развития, называются экологическими факторами.

Классификация по “критерию жизни” подразумевает  деление экологических факторов на биотические и абиотические.

   1. Биотическими  факторами называют совокупность  влияний жизнедеятельности одних  организмов на жизнедеятельность  других организмов, а также на  неживую среду обитания. Например, растения выделяют кислород, необходимый  для дыхания животных, а животные  обеспечивают поступление в атмосферу  CO2, который используется растениями  в процессе фотосинтеза; одни  живые существа служат пищей  для других живых существ и  т.п. 

      2. Абиотическими факторами называют  совокупность неорганических (неживых)  компонентов экосистемы и внешней  среды, влияющих на жизнедеятельность  живых организмов. К ним относятся  температура, влажность воздуха,  давление, сила ветра, энергия  солнечных лучей, осадки, химический  состав среды обитания и т.п. 

      3. Антропогенные факторы – это  факторы, созданные деятельностью  человека и воздействующие на  окружающую среду и живые организмы.  К ним относятся истребление,  размножение и переселение человеком  в другие места обитания различных  видов животных и растений, влияние  человеческой деятельности на  климат, режим рек и др., распашка  целинных земель и т.п.

Адаптация формируется  под воздействием след.процессов:

-наследственность

-изменчивость

-отбор

Биотические факторы

Биотические – совокупность влияний жизнедеятельности  одних организмов на жизнедеятельность  других, а также на неживую среду  обитания.

Прежде всего, необходимо отметить наличие таких  форм отношений как внутривидовые  и межвидовые. Внутривидовые отношения  включают всю совокупность самых  разнообразных по содержанию, характеру  и значению связей и зависимостей между организмами и группами организмов одного вида.

Межвидовые  отношения возникают на иной основе, чем внутривидовые, и представляют собой иной тип отношений. Основой  для возникновения межвидовых отношений  служат трофические связи. Одним  из результатов межвидовых отношений  является формирование различных приспособлений защитного характера. К приспособлениям, которые возникли на основе межвидовых отношений, можно отнести явление  фагоцитоза, мимикрию, выделение фитонцидов, образование шипов, колючек, игл.