Шпаргалка по "Экология"

10. Динамика роста численности популяций.

Популяция не может существовать без постоянных изменений, за счет которых она приспосабливается к изменяющимся условиям жизни. Такие показатели, как рождаемость, смертность и возрастная структура, весьма важны, но ни по одному из них нельзя судить о динамике популяции в целом.
Важным процессом динамики популяций является рост численности, который происходит при освоении организмами новых мест обитаний или после перенесенной катастрофы. Характер роста бывает различным. У популяций с простой возрастной структурой рост быстрый, взрывной. У популяций со сложной возрастной структурой он плавный, постепенно замедляющийся. В любом случае, плотность популяции увеличивается до тех пор, пока не начинают действовать факторы, ограничивающие рост численности популяции (ограничение может быть связано с полным использованием потребляемых популяцией ресурсов или с иными видами ограничений). В конце концов, достигается равновесие, которое и сохраняется.
Колебания численности особей в популяции. Когда рост популяции завершен, ее численность начинает совершать колебания вокруг некоторой более или менее постоянной величины. Часто эти колебания бывают вызваны сезонными или годовыми изменениями условий жизни (например, изменениями температуры, влажности, пищевой обеспеченности). Иногда их можно рассматривать как случайные.
У некоторых популяций колебания численности носят правильный циклический характер.

11. Человек и экосистема.

Воздействие человека на окружающую его природную среду может рассматриваться в разных аспектах в зависимости от цели изучения этого вопроса. С точки зрения экологии представляет интерес рассмотрение воздействия человека на экологические системы под углом зрения соответствия или противоречия действий человека объективным законам функционирования природных экосистем. Исходя из взгляда на биосферу как глобальную экосистему, все многообразие видов деятельности человека в биосфере приводит к изменениям: состава биосферы, круговоротов и баланса слагающих ее веществ; энергетического баланса биосферы; биоты. Направленность и степень этих изменений таковы, что самим человеком им дано название экологического кризиса. Современный экологический кризис характеризуется следующими проявлениями:

  постепенное изменение климата планеты вследствие изменения баланса газов в атмосфере;

  общее и местное (над полюсами, отдельными участками суши) разрушение биосферного озонового экрана;

  загрязнение Мирового океана тяжелыми металлами, сложными органическими соединениями, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, насыщение вод углекислым газом;

  загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, высокотоксичных веществ в результате химических и фотохимических реакций;

  деградация почвенного слоя, уменьшение площади плодородных земель, пригодных для сельского хозяйства;

  радиоактивное загрязнение отдельных территорий в связи с захоронением радиоактивных отходов, техногенными авариями и т.п.;

  накопление на поверхности суши бытового мусора и промышленных отходов, в особенности практически неразлагающихся пластмасс;

  массовое и быстрое, лавинообразное исчезновение видов живого вещества;

  ухудшение среды жизни в населенных местах, прежде всего урбанизированных территориях;

  общее истощение и нехватка природных ресурсов для развития человечества;

  изменение размера, энергетической и биогеохимической роли организмов, переформирование пищевых цепей, массовое размножение отдельных видов организмов;

  нарушение иерархии экосистем, увеличение системного однообразия на планете.

13.Понятие продуцента, консумента и редуцента.

Продуценты— организмы, создающие из неорганических органические вещества. Это автотрофы по типу питания, то есть зеленые растения, способные к фотосинтезу. Используя солнечную энергию, они синтезируют органическое вещество, которое частично используется ими же, как пища, строительный материал. Значительная часть его в виде опада (листья, ветви) отмирает, попадает в почву, перегнивает и вновь в виде простых минеральных веществ используется растениями. К автотрофам относятся также фото- и хемосинтезирующие бактерии.

Консументы или потребители, — это животные, гетеротрофы по типу питания. В эту группу входят организмы самых разных систематических таксонов. Различают консументы первичные — растительноядные животные (коровы, овцы, олени, лоси) — и вторичные — плотоядные животные (волк, лев, тигр). Потребляя органическое вещество, первичные консументы используют его энергию для своей жизнедеятельности, выбрасывая остатки, способствуют вовлечению его в круговорот. Они же являются пищей для вторичных консументов. Таким образом, консументы реализуют часть энергии, законсервированной продуцентами, однако количество этой энергии в природных условиях невелико: едва ли десятая часть энергии, усвояемой продуцентами, используется консументами.

Редуценты или восстановители, деструкторы — это микроорганизмы, почвенные грибы, которые, разлагая мертвое органическое вещество, переводят его в более простые неорганические соединения и вовлекают в круговорот. Благодаря именно этим организмам вещество, создаваемое продуцентами, и трупные остатки подвергаются переработке, минерализации. Чтобы представить огромную работу, которую проделывают эти организмы, достаточно вспомнить, какое количество листвы ежегодно опадает с деревьев, и которой уже не найти в июле—августе следующего года. Весь годовой опад полностью разрушается редуцентами к моменту опадения новой листвы.

14. пищевая цепь и ее составляющие.

Пищевая цепь бывает двух видов. Первый вид - это пастбищная цепь или цепь выедания.  Растения, которые стоят у ее истоков, являются пищей для растительноядных животных. Далее следуют хищники, которые поедают этих животных.                                                                        Второй тип начинается с останков животных, в том числе и растительноядных, которые, разлагаясь, служат пищей для микроорганизмов. Эта цепь разложения.
В любой зоне земли существует своя пищевая цепь. Она зависит от того, какие животные и растения там обитают. Существует пищевая цепь моря, степи, леса, луга и т.д.                        Пищевая цепь любой зоны начинается, как правило, с растительного мира. Его представителей поедают небольшие животные или животные, которые питаются исключительно растительной пищей. Далее по нарастающей следуют хищники. Существуют еще падальщики, которые питаются мертвыми животными и растениями. Они тоже занимают определенное место в этой цепочке.                                                                  Природа - это очень тонкий механизм, в котором все взаимосвязано. Любой сбой в растительном или животном мире ведет к дисбалансу. Исчезновение какого-либо представителя этой сложной системы приводит к ее нарушению. Это может стать причиной исчезновения и других видов. Истребление животных и уничтожение растений является недопустимым. К сожалению, это не всегда удается проконтролировать.

15. Правило экологической пирамиды.

Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.                                                                                                     Схематически изображать эти соотношения предложил американский зоолог Чарльз Элтон в 1927 году.                                                                                                                                       При схематическом изображении каждый уровень показывают в виде прямоугольника, длина или площадь которого соответствует численным значениям звена пищевой цепи (пирамида Элтона), их массе или энергии. Расположенные в определенной последовательности прямоугольники создают различные по форме пирамиды.        Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне. Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.                                                                                                           На основе правила экологической пирамиды можно определить или рассчитать количественные соотношения разных видов растений и животных в естественных и искусственно создаваемых экологических системах. Например, 1 кг массы морского зверя (тюленя, дельфина) нужно 10 кг съеденной рыбы, а этим 10 кг нужно уже 100 кг их корма - водных беспозвоночных, которым в свою очередь для образования такой массы необходимо съедать 1000 кг водорослей и бактерий. В данном случае экологическая пирамида будет устойчива.

16. Учение В.И. Вернандского о биосфере.

По современным представлениям, биосфера - это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту рубрика вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с данными организмами.                                                                                     

Центральным в задумки Вернадского является понятие о живом веществе, которое В.И.Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Помимо растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, воздействие которого на геохимические процессы отличается от влияния других живых существ, во-первых, собственной интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем влиянием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.   В соответствии воззрениям Вернадского весь облик Земли, все ее ландшафты, атмосфера, химический состав вод, толща осадочных пород обязаны собственным происхождением живому веществу. Жизнь - это связующее звено между Космосом и Землей, которое, используя энергию, приходящую из космоса, трансформирует косное вещество, создает свежие формы материального мира.

Живым веществом В.И. Вернадский назвал совокупность живых организмов, населяющих нашу планету. Это основная сила, преобразующая поверхность планеты, основа формирования и существования самой биосферы. Во все геологические эпохи живое вещество, преобразуя и аккумулируя солнечную энергию, влияло на химический состав земной коры, было сильной геохимической силой, формирующей лик Земли.

В.И. Вернадский говорил об организации жизни в планетном масштабе.

Биологический круговорот, основанный на взаимодействии синтеза и деструкции органического вещества, - самый существенная форма данной организации

В соответствии идеи биосферу составляет ряд функций:

- кислородная, т.к. статья биосферы выделяет кислород;

- почвообразующая;

- хемосинтезирующая - синтез органических веществ из неорганических, потенциальный только лишь в бактериях;

- круговорот атомов в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;

- структурная - определенные живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

Деятельность Вернадского оказала большое воздействие на продвижение наук о Земле, на становление и рост АН СССР, на мировоззрение большинства людей.

17. Круговорот веществ в природе.

Круговороты веществ в природе

Круговорот воды

Вода находится в постоянном движении. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути.

Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот становится значительно сложнее. В этом случае часть осадков испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая - питает реки и водоемы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растения в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности самих растений.  Наиболее замедленной частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражают медленное движение и скорейшее таяние ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота являются отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.

Круговорот углерода

Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой - углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.   Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями. Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород. Так, в далекие геологические эпохи сотни миллионов лет назад значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в породах миллионы лет, этот детрит под действием высоких температур и давления (процесс метаморфизации) превращался в нефть, природный газ и уголь, во что именно - зависело от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в породах. Теперь мы в огромных количествах добываем это ископаемое топливо для обеспечения потребностей в энергии, а сжигая его, в определенном смысле завершаем круговорот углерода. Если бы ни этот процесс в истории планеты, вероятно, человечество имело бы сейчас совсем другие источники энергии, а может быть и совсем другое направление развития цивилизации.