 |
Тема 2. Экологические системы. Потоки вещества и энергии.
|
|
|
|
Пермский национальный исследовательский
Политехнический университет
ЭКОЛОГИЯ
Содержание разделов дисциплины:
Введение.
Взаимодействие общества и природной среды. Предмет и задачи экологии. Основные структурные разделы современной экологии:
аутэкология – раздел экологии, изучающий взаимодействие отдельной особи, популяции или вида с окружающей средой;
синэкология – раздел экологии, исследующий взаимоотношения сообществ организмов (биоценозов) со средой их обитания.
Место экологии среди других наук. Из истории развития экологии:
Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) – выдвинул идеи о влиянии факторов среды на здоровье людей;
Аристотель (384-322 гг. до н.э.) – классифицировал животных по образу жизни и способу питания;
Парацель с (1493-1541) – выдвинул идеи о дозировании природных факторов;
Карл Линней (1707-1778) – дал основы научной систематики растений и животных;
Жан Батист Ламарк (1744-1829) – впервые широко поставил вопрос о влиянии среды на организмы, пытался выяснить причины приспособленности организмов, ввел в науку понятие «биосфера»;
Александр Гумбольд (1769-1859)- показал необходимость синтеза наук при изучении природных комплексов, включающих живые и неживые элементы;
Карл Рулье (1814-1858) – указал на существующее в природе единство среды и организма;
Болотов А.Т., Паллас П.С., Лепехин И.И., Северцов Н.А., Бекетов А.Н. – выдвигали идеи целостного восприятия природных комплексов, представления о системах из живых и неживых компонентов;
Чарльз Дарвин (1809-1882) – создал учение об эволюции видов растений и животных, в том числе и человека;
Э.Геккель (1834-1919) – создал новую науку об «экономике природы» и дал ей название – «экология»;
|
|
|
К.Мебиус (в 1877 г.) – ввел понятие биоценоз;
Докучаев В.В. (1846-1903) – ученый почвовед развернул междисциплинарные комплексные исследования целостных природных систем;
Морозов Г.Ф. (1867-1920) – создал учение о лесе;
Вернадский В.И. (1863-1945) – создал учение о биосфере, является основоположником науки биогеохимии.
Экологические знания и решение глобальных проблем человечества и окружающей среды. Роль экологии в осмыслении системной организации живой природы.
Тема 1. Экологические факторы окружающей среды.
Взаимодействие организма с окружающей средой. Понятие и определение экологического фактора. Классификация экологических факторов. Абиотические и биотические факторы. Экологическая ниша организма. Лимитирующие факторы. Закон минимума Ю.Либиха. Закон толерантности (закон В.Шелфорда) как основа экологического нормирования.
Рисунок 1. Кривая толерантности организмов
Влияние абиотических факторов на распределение биологических видов и видовое разнообразие. Экологическая валентность организмов.
Экологическая валентность характеризует диапазон адаптированности (приспособленности) вида к разнообразным условиям среды. Относительная степень толерантности выражается рядом терминов, в которых используются приставки «стено» - узкий, и «эври» - широкий. Так, эврибионтные и стенобионтные живые организмы – организмы соответственно широкой и узкой приспособленности. Примерами эврибионтных организмов являются волк, бурый медведь, тростник, способные жить в разнообразных условиях; стенобионтные – форель, живущая только в чистой проточной воде, глубоководные рыбы и др.
По отношению к конкретным факторам среды виды организмов подразделяют на: эвритермные (способные переносить значительные колебания температуры, например, песцы в тундре) и стенотермные (требующие строго определенных значений температуры, например, тепловодные рачки); эвригидридные и стеногидридные, характеризующиеся противоположной реакцией на колебания влажности; эвригалинные и стеногалинные, обладающие разной адаптацией к степени засоления среды; эвриойкные и стеноойкные, способные жить в разных местах и предъявляющие жесткие требования к выбору местообитания.
|
|
|
Роль человека в изменении экологических факторов. Антропогенные факторы. Генетическая эволюция популяций под действием естественных и антропогенных факторов.
Тема 2. Экологические системы. Потоки вещества и энергии.
Уровни организации живой материи: молекулярный, клеточный, органно-тканевый, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Вид и популяция. Популяция как основная единица эволюционного процесса. Функции живого вещества.
Понятие экологической системы. Структура биогеоценоза. Основные характеристики экологических систем. Поток вещества и энергии в экологической системе. Типы питания: автотрофы, гетеротрофы, сапротрофы. Трофические цепи, сети, уровни. Передача биомассы и энергии по трофическим цепям. Экологические пирамиды: численности, биомассы, энергии.
| Рисунок 2. Пример экологической пирамиды | |||
|
Динамические процессы в экосистемах. Гомеостаз биогеоценозов.
Гомеостаз – состояние внутреннего динамического равновесия природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением основных ее структур, вещественно-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией во всех ее звеньях.
Механизмы регулирования равновесия в экосистемах. Сукцессия.
Сукцессия – последовательная смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате действия природных факторов или человеческой активности.
Первичная и вторичная сукцессия. Климакс - конечная стадия сукцессии.
Климакс – финальная, относительно устойчивая фаза естественного развития биогеоценоза или растительного сообщества, наиболее соответствующая экологическим характеристикам данной местности в определенный период геологического времени.
|
|
|
