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;

Парацельс (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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: