Шпаргкалка по "Экологии"

1. 1. Предмет и задачи экологии. Историч развитие экологии.

2. Структура эк. Место эк в системе естественных наук

3. Значение экологического образования и воспитания. Экологическое мировоззрение. Антропоцентризм и экоцентризм. Экологические законы Б. Коммонера.

4. Экосистема – основное понятие экологии. Составные компоненты экосистем. Свойства экосистем. Эмерджентность экосистем

5. Физико-химическая среда обитания организмов. Экологические факторы.

6. Абиотические факторы

7. Факторы питания. Биотические факторы. Виды взаимоотношений между организмами

8. Лимитирующие факторы. Закон минимума. Закон Шелфорда.

9. Взаимодействие экологических факторов. Закон независимости факторов Вильямса.

10. Экологическая ниша, дифференциация экологической ниши, модель экологической ниши. Принцип конкурентного исключения.

11. Уровни организации живой материи. Фундаментальные свойства живых систем. Биогенетический закон Геккеля.

12. Автотрофы. Гетеротрофы. Фотосинтез и дыхание

13. Виды взаимоотношений между организмами

14. Популяции, структура, характеристики: численность и плотность, рождаемость, смертность, продолжительность жизни. Кривые выживания.

15. Динамика численности популяции. Экологические стратегии выживания. Антропогенное воздействие на популяции.

16. Биотические сообщества.

17. Основные типы экосистем. Наземные экосистемы (биогеоценоз, биомы).

18. Водные экосистемы и их особенности, отличия от наземных экосистем.

19. Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах. Трофические уровни. Пищевые цепи. Потери энергии.

20. Продуктивность экосистем

21. Экологические пирамиды. Правило пирамиды.

22. Экологическая сукцессия

23. Гомеостаз экосистем. Принцип обратной связи. Отношения "хищник-жертва". Помехи в экосистемах.

2. 1. Биосфера. происхождение биосферы. Структура и границы биосферы. Основные этапы эволюции биосферы. Ноосфера. Ноосферогенез.

2. Энергетический баланс биосферы. Круговорот веществ в биосфере. Большой и малый круговорот.

3. Круговорот важнейших химических элементов в биосфере: углерода, азота, фосфора, кислорода.

4. Круговорот металлов. Ресурсный цикл как антропогенный круговорот.

5. Системный анализ. Математические модели. Моделирование в экологии.

6. Основные формы антропогенного воздействия на биосферу. Понятие об экологическом кризисе.

7. Воздействие среды на здоровье человека

8. Урбанизация и ее воздействие на биосферу. Город как гетеротрофная экосистема, новая среда обитания человека и животных.

9. Загрязнение. Классификация загрязнений окружающей среды. Глобальное загрязнение биосферы. Его  масштабы. Технологические причины глобальных загрязнений.

10. Главные загрязнители биосферы. Опасность ядерных катастроф. Последствия загрязнения.

11.  Атмосфера, строение атмосферы, свойства, состав. Самоочищение атмосферы.

12. Озоновый слой атмосферы, его значение, причины загрязнения.

13. Источники загрязнения атмосферы. Воздействие промышленности и транспорта на окружающую среду. Смоги, кислотные дожди. Парниковый эффект. Оценка качества атмосферы.

14. Гидросфера, загрязнение, источники загрязнения. Эвтрофикация водоёмов. Последствия перерасхода водных ресурсов. Экономия воды. Оценка качества гидросферы.

15. Круговорот воды в природе. Антропогенное воздействие на круговорот воды.

16. Литосфера. Земельный фонд планеты. Почва, её значение. Условия эффективного использования почв.

17. Воздействие чвка на литосферу. Деградация земель, причины. Эрозия почв, карстовые явления, опустынивание земель.

18. Загрязнение литосферы. Оценка качества литосферы и пищи. Пестициды.

19. Промышленные и бытовые твёрдые отходы, пути их утилизации.

20. Нормирование качества окружающей среды. Экологические и производственно-хозяйтсвенные стандарты.

21. Экологический мониторинг. Виды мониторинга.

22. Природные ресурсы, их классификация. Полезные ископаемые. Энергетические ресурсы. Растительные и животные ресурсы. Исчерпаемость природных ресурсов.

1. Предмет и задачи эк. Историч развитие экологии.

Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия – климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические – общие отношения организмов ко всем остальным организмам.

oicos – гр. дом, жилище, среда обитания; logos – гр. учение, слово.

1866 – термин предложен Э.Геккелем – наука об образе жизни, о внеш. жизненных отн. орг др. с др.

Задачи теоретической экологии:

1. разработать стереотип устойчивости экосистемы;

2. изучение механизмов адаптации к среде;

3. регуляция численности популяций;

4. изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

5. исследование продуктивности процессов в экосистеме;

6. исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

7. моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов.

Задачи прикладной экологии:

1. прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий;

2. оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде;

3. улучшение качества окружающей среды;

4. сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

5. стратегическая задача – развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Термин экологии был введен в 1866 году Эрнстом Геккелем.

Труды первых ученых естествоиспытателей. Аристотель (384-322 до н.э.), Теораст (371-280 до н.э.), Плиний (79-23 до н.э.).

I этап. до 60-х XIX зарождение и становление как науки. К.Линней 1749 «Экономия природы» типология мест обитания. Ж.Бюффон 1749 «естественная история» изменения видов под влиянием среды. Ламарк 1802 термин биология; Ю.Либих 1840 – Закон min.

II этап. после 60-х оформление экология в собств отрасль знаний.

Ч.Дарвин 1859 «происхождение видов» приспособление и взотн видов.

Зюсс 1875 термин биосф. Мебиус 1877 термин биоценоз – сообщество жив. орг. Шелфорд 1911 з-н толерантности. Высоцкий экотип. В.И.Вернадский биосф. Тенсли 1935 экосистема. Сукачев 1942 основы биогеоценологии, понятие биогеоценоз.

III этап. 50-е XX. наст. превр. в науку. Б.Коммонер 4 з-на экология Герасимов, Лосева, Горшкова, Розанов, Моисеев, Яблоков и др.

Этапы по тетради: 1) первобытное общ-во (знания о природе необходимы, чтобы выжить), 2) когда возникла культура, философия. В трудах древних Ф-фов – сведения об отношениях чвка и прир. 3) средневековье, схоластика. Все запрещали. Научных знаний получалось мало. 4) 18-19 вв – эпоха биологического возрождения. Возникла наука экология. Дарвин, Линней, Ливенгук, Гумбальд. Ламарк: чвк появился для того, чтобы уничноить себя, испортить среду обитания (18 в). Томас Мальтон: закон населения: население растет в геометрической прогрессии, а средства для существования – в арифметической. Вернадский – учение о биосфере. 5) экология превратилась не только в биологическую науку: 70-е годы 20 века. Ввели обязательное изучение экологии в развитых странах, у нас – с 90-х гг.

2. Структура экологии.  Место эк в системе естественных наук

Общая экология: Аутэкология – исследование отдельного организма, его индивидуальные связи со средой. Популяционная – взаимоотношения организмов в пределах одной популяции. Синэкология – изучение групп организмов, взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем с окружающей средой.

Прикладная экология развивается на стыке других наук с экологией. Изучает механизмы разрушения биосферы, способы педотвращения этого процесса, разрабатывает рацион способы использования природ ресурсов.

Современная экология в связи с усилением воздействия человеческого общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук. Появились науки – инженерная экология, космическая экология, с/х экология.

Инженерная экология – изучает принципы создания новых экологических технологий.

С/х экология - занимается возможностью сохранения почв, вод, атмосферы.

Матем. экология занимается процессами в биосфере.

Гор. экология – о процессах в городе.

Соц. экология занимается изучением прир. чел. общ.

Теор. и прикл. экология: разрушение биосф. чел., способы предотвращения этого. Разработка принципов рац. природопользования.

3. Значение экологического образования и воспитания. Экологическое мировоззрение. Антропоцентризм и экоцентризм. Экологические законы Б. Коммонера.

Экологическое образование – целенаправленно организованный, планомерно и систематически осуществляемый процесс овладения экологическими знаниями, умениями и навыками.

Экологическое образование необходимо человечеству для создания достойной людей среды. Экологические знания помогают человеку принимать правильные решения в вопросах охраны природы, в т.ч. на бытовом уровне. Необходимо повышать экологическую культуру каждого члена общества. Экологическое воспитание достигается с помощью комплекса экологического обучения.

Антропоцентризм и экоцентризм являются терминами, характеризующими мировоззрение человека, т. е. его взгляды на окружающий мир и на его место в этом мире.

1) антропоцентризм основан на представлении человеческой исключительности (человек – король мира):

1. высшая ценность – человек

2. иерархическая картина мира (чвк – вещи – объекты природы)

3. цель взаимодействия с природой – ее использование

4. хар-р взаимодействия с природой: правильно то, что полезно человеку – прагматический императив

5. этика развития природы

6. развитие природы – процесс, подчиненный развитию чвк.

Развитие технологии, расхищение природных богатств, уничтожение животных и растительности, загрязнение окружающей среды привело к истощению природных ресурсов и поставило человечество перед глобальным экологическим кризисом. Для человечества стало очевидно, что необходимы новые мировоззренческие ориентиры, которые бы не противопоставляли человека природе.

2) Новая природоохранная идеология XXI века – экоцентризм:

1. высшая ценность – гармоничное развитие чвка и прир

2. отход от иерархич картины мира

3. цель взаимодействия с прир: удовлетворение потребностей чвка и природного сообщества

4. …: правильно и разрешено только то, что не нарушает существующее экологическое равновесие

5 этические нормы и правила одинаково распространяются как на взаимодействия между людьми, так и на развитие природы

6 коэволюция – чвк и природа развиваются вместе!

Антропоцентризм д.б. вытеснен экоцентризмом.

Экологические законы Барни Коммонера (1975) – «законы выживания человечества»):

1. Все связано со всем – закон об экосистемах

2. Все надо куда-то девать – закон о промышленности

3. Природа знает лучше – сотрудничество с прир., а не покорение;

4. Ничто не дается даром (за все надо платить) – всеобщий закон рационального природопользования.

Согласно им, Глоб. экосист. предст. соб. единое целое, в рамках кот. ничего не может быть выиграно или потеряно и кот. не может явиться объ. всеобщего улучшения; все, что может быть извлечено из глоб. экосист. чел. трудом, должно быть возмещено.

4. Экосистема – основное понятие экологии. Составные компоненты экосистем. Свойства экосистем. Эмерджентность экосистем.

Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам. Впервые термин экосист. ввел Тенсли 1935.

Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Экосист. имеет 2 комп.: 1. биотический (живой: продуценты, консументы, редуценты); 2. абиотический - среда обитания.

Между ними осуществляется взсв посредством обмена вещ., энерг., инф.

Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Свойства экосистем:

1) - гомеостатическое плато. Нарушение обратной связи – помехи (засуха, появление др хищника, чвк)

2) эмерджентность – св-во целого нельзя свести к сумме св-в всех его частей. Эм св-во возникло в рез-те взаимодействия компонентов систем, а не просто как суммирование св-в компонентов.

3) открытость. В откр экосистемах идут процессы с уменьшением энтропии. Устойчивые открытые системы имеют минимальную энтропию.

4) устройчивость. Они осн на непрерывном круговороте вещ-в, связанных с потоком энергии. Устойчивость: 1 резистентная (способность системы сопротивляться нарушениям), 2 резистентность упругая – способность быстро восстанавливаться.

5) разнообразие. 6) живучесть – способность переносить резкие колеб-я условий окр среды. 7) саморегуляция – гомеостаз.

Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

5. Физико-химическая среда обитания организмов. Экологические факторы.

Среда обитания – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие, т.е. совокупность биотических и абиотических условий жизни. Их 4: наземно-воздушная, водная, почвенная, среда внутри жив орг-мов.

Экологические факторы среды – определенные условия и элементы среды, оказывающие специфическое воздействие на живые организмы. Экологические факторы делятся на:

–    биотические

–    абиотические:

–          физические (Климатические факторы: спектр солнечные лучей, освещенность, температура поверхности Земли, влажность воздуха, осадки, ветер, давление атмосферы. Эдафогенные (почвенные) факторы: плодородие, хим. состав, гравиметрическое состояние, влагоемкость, воздухопроницаемость, температура, механический состав, плотность. Факторы водной среды. прозрачность, скорость течения. Орографические: рельеф, высота склона над уровнем моря, крутизна склона, экспозиция (север/юг).)

–          Химические (кислород, содержание солей, жесткость, состав обменных катионов обменная возможность). По периодичности делятся на:

–          периодические (регулярно повторяются)

  первичные

  вторичные

–          непериодические (возникают неожиданно)

–    антропогенные (воздействие человека)

–    факторы питания (качество пищи, количество пищи, макроэлементы, микроэлементы).

6. Абиотические факторы

Экологические факторы – любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.

Абиотические факторы – факторы неживой природы. Делятся на физические и химические; на периодические (регулярно повторяются) и непериодические (возникают неожиданно).

Климатические факторы: физич: солнечный свет, освещенность, температура поверхности Земли, влажность воздуха, осадки (важнейший фактор очищения атмосферы от примесей), ветер, давление атмосферы.

Химический фактор – состав атмосферы. N2 – 78%, O2 – 21%, CO2 – 0.033%, Ar (аргон) – 0.9%.

Почвенные (эдафогенные) факторы (почва – рыхло-поверхностный горизонт почвы, способный удовлетворять потребности растений в питательных веществах):

Физич: водный, воздушный, тепловой режим; плотность и мощность; гранулометрический состав; механический состав: песок, супесь, суглинок, глина.

Химические почвенные факторы:

  pH = - lgCH+

[H+][OH-] = 10-14 (25oC)

pH = 7, среда нейтральная

pH < 7, среда кислая

pH > 7, среда щелочная;

солевой режим (обменная способность ионов, состав обменных катионов); солёность почвы (содержание анионов Cl-, CO32-, SO42-). Если много хлорид-ионов – солончаки, ничего не растет; химический состав почвы:

       кремнезём SiO2 – 50%

       глинозём Al2O3 – 10-25%

       Fe2O3 – 1-10%

       K2O, CaO, MgO, P2O – 0.1-1%

Факторы водной среды:

Физические: прозрачность, мутность, скорость течения, температура воды.

Химические: кислород, растворенный в воде. Необходимое количество – 5 мг/л;

содержание солей

         пресные; ≤1 г/л. 80% солей – соли кальция и магния. Жесткость воды

                                                           соленые; ≈35 г/л (морские, океанические воды);

pH в природных 5≤pH≤9.

Орографические (факторы рельефа): высота над уровнем моря, крутизна склона, экспозиция склонов(север/юг).

Огонь (пожары): верховые; низовые (только подлесок и трава). Способствуют адаптации к огню живых организмов, ослабляют опасность верховых; искусственные (палы) – фактор управления средой, оздоровления леса в умеренных районах.

7. Факторы питания. Биотические факторы. Виды взаимоотношений между организмами

Экологические факторы – любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.

Факторы питания (пища – сами организмы. Пищевой ресурс – любой потребляемый компонент среды, который может быть отнят одним живым организмом у другого. Энергия для жизнедеятельности, питательные вещества для построения тела и выполнения физиологических функций): качество пищи; количество пищи; свет, вода, CO2 → C6H12O6 (фруктоза); макроэлементы P, N, S, K, Ca, Mg; микроэлементы Fe, Mn, V, Cu, Si, Cl, B…

Биотические факторы – различные формы взаимодействия между живыми организмами:

1. внутривидовые: конкуренция (прямая конкуренция – животные дерутся между собой до смерти. У растений – аллопатия – выделение токсинов; косвенная конкуренция – опосредованная, т.е. не напрямую); состязание; соперничество; взаимопомощь; сотрудничество (стадо).

2. межвидовые: таблица: тип взаимодействия, результат взаимод – вид А, вид В: конкуренция - - , хищничество + - , паразитизм + - , аменсализм – 0 , симбиоз (мутализм) ++ (пчела и нектар цветка), комменсализм (нахлебничество, сотрудничество, сотрапезничество, квартиранство) + 0 , нейтрализм 00 (в природе почти не встреч, наблюд только м-ду оч крупными хищниками).

Есть и другая классификация межвидовых взаимоотношений:

1. пищевые (трофические) связи - формируют трофическую структуру экосистемы; помимо отношений, когда одни организмы служат пищей другим, сюда же можно отнести отношения между растениями и насекомыми-опылителями цветов, конкурентные отношения из-за похожей пищи и др.; это самый распространенный тип связей;

2. топические связи (от греческого слова топос - место) - основаны на особенностях местообитания, например, отношения между деревьями и гнездящимися на них птицами, живущими на них насекомыми, отношения между организмами и их паразитами и т.п.;

3. форические связи (от латинского слова форас - наружу) - отношения по распространению семян, плодов и т.п.;

4. фабрические связи (от латинского слова фабрикато - изготовление) - использование растений, пуха, шерсти для постройки гнезд, убежищ и т.п.

Антропогенные факторы – воздействие человека:

1 прямое (рубка деревьев, выведение новых пород)

2 косвенное (через загрязнение).