Основы экологии. Законы биосферы

 

1 . Введение

2. краткая характеристика   законов организации биосферы.

3. Разновидности эрозийных процессов

4. Виды эрозийных процессов в южной части Псковской области

5. Основные загрязнители почвы и их влияние на человека

6. Охрана водных ресурсов                      

7. Классификация основных загрязнителей водных ресурсов.

8. Значение растительных ресурсов для биосферы и человека.

 
Введение

   Термин «экология» (от греч. «Ойкос» — дом, жилище и «логос» - наука) был предложен более 100 лет назад выдающимся немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем

Классическое определение  экологии : наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Вот некоторые возможные  встречающиеся определения науки «экология»:

-Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи встречающиеся в природе,

-Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

-Экология — наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах.

Сложности определения  экологии

Неопределённость границ дисциплин  и взаимоотношения со смежными дисциплинами.

Неустоявшиеся представления о  структуре дисциплины.

Деление экологии на общую экологию и частную экологию.

Подразделение экологии на четыре отдела — экологию особей, популяций, биогеоценозов и экосистем.

Место экологии популяции при разделении на аутэкологию и синэкологию.

Различия в терминологии между  экологами растений и экологами  животных.

   Также верно что  экология — это междисциплинарное системное научное направление. Возникнув на почве биологии, оно включает в себя элементы математики, физики, химии. Но экология и гуманитарная наука, поскольку от поведения человека, его культуры во многом зависит судьба биосферы, а вместе с ней и человеческой цивилизации.

    В зависимости от специфики решаемых экологических задач существуют ее разнообразные прикладные направления: инженерная, медицинская, химическая, космическая экология, агроэкология, экология пищи, экология человека и т.д.

Что является предметом исследования экологии? Экология изучает организацию  и функционирование живых систем более сложных, чем организм, т. е. надорганизменных систем. Эти системы получили название экологических систем или экосистем.

Экосистема — это  безразмерная устойчивая система живых  и неживых компонентов, в которой  совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии . В качестве примеров можно привести лесные экосистемы, почвы, гидросферу и т.д.

Самой крупной экосистемой, предельной по размерам и масштабам, является биосфера. Биосферой называют активную оболочку Земли, включающую все живые организмы Земли и находящуюся во взаимодействии с неживой средой (химической и физической) нашей планеты, с которой они составляют единое целое. Биосфера нашей планеты существует 3 млрд лет, она растет и усложняется наперекор тенденциям холодной энтропийной смерти; она несет разумную жизнь и цивилизацию. Биосфера существовала задолго до появления человека и может обойтись без него. Напротив, существование человека невозможно без биосферы.

Основоположником учения о биосфере является великий русский естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель Владимир Иванович Вернадский. Он разработал целостное учение о биосфере, её эволюции в ноосферу. Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится главным определяющим фактором

 

 

                                           краткая характеристика                                                                 

                                      законов организации биосферы.

Биосфера - это оболочка Земли, которая заселёна живыми организмами. Она находится под их влиянием и занята продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Верхний слой биосферы простирается от поверхности Земли до озонового  экрана, а ранее данной границы  организмы жить не могут - там на них станут пагубно действовать  ультрафиолетовые лучи Солнца, а как  и низкая температура. Нижняя же граница  проходит по дну гидросферы, на глубине 4-5 км в земной коре материков, что  зависит от того, на какой глубине  температура горных пород достигает +100°С. Наиболее насыщена жизнью область  биосферы у земной поверхности и  до глубины 200 м в гидросфере.

Биосфера включает биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, витасферу, а в свою очередь новые структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество Биосфера состоит из семи всевозможных, хотя геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения. В пределах Биосфера везде встречается или живое вещество, или следы его биогеохимической деятельности.

Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В организмах содержатся все популярные сейчас химические элементы. В случае если определенные из них (водород, кислород, углерод, азот, фосфор и свежие) являются основой жизни, то свежие (рубидий, платина, уран) имеются в организмах в излишне малых количествах. Организмы участвуют в миграции химических элементов как прямо,к  примеру и косвенно.

Биогеохимический круговорот - слишком важный процесс, проходящий в биосфере. По причине ему происходит взаимосвязь всех оболочек Земли, населенных живыми существами.

Выносливость жизни в  целом к отдельным факторам среды  шире диапазонов тех условий, которые  существуют в границах современной  биосферы. В связи с этим, жизнь  обладает немалым «запасом прочности», устойчивости к влиянию среды  и возможной способностью к все  еще большему распространению.

В 1940 г. В.И. Вернадский открыл фундаментальные законы (принципы) геохимической деятельности живых  организмов в биосфере (биогеохимические принципы). Биосфера - самая крупная  экосистема земного шара, которая  делится на экосистемы более низкого  иерархического степени. Биосфера характеризуется  огромным кругом биотического обмена веществ.

 

    Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.

Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни, 3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.  Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: или биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.

 наиболее употребляемые для  характеристики  Биосферы как глобальной экосистемы понятия и термины.                                                                                                                                 

   Вид - определенная категория растений, животных и микроорганизмов, способных скрещиваться между собой

   Биомасса - суммарная живой вес организмов в экосистеме, или количество живого органического вещества в экосистеме, накопленной всей совокупностью растительных, животных, грибных и бактериальных организмов, выраженной на в единицах массы или энергии на единицу площади или объем.

   фитомассы - общая масса всех растительных организмов экосистемы или ее структурных элементов (фитоценоза, биогеогоризонту, биогеопарцелы т.п.), выраженная в единицах массы или энергии на единицу площади или о бьем.

   Зоомаса - общая масса всех животных экосистемы или ее морфологических (структурных) компонентов (биогеогоризонту, биогеоценотический парцеллы, популяции, трофического блока консументов), выраженная в единицах массы или энергии на единицу площади или объем.

   Морт масса - общее количество мертвого органического вещества, накопленной в экосистеме, выраженная в единицах массы или энергии на единицу площади или объема Различают следующие виды мортмасы:

- опад - масса отмерших органов  живых организмов, опалы на поверхность  почвы (опавшие листья, засохшие  ветви);

- отпад - масса целых мертвых  организмов на поверхности почвы  или в его толще;

- подстилка - масса опада и  отпадет на поверхности почвы;

- старика - масса отмерших органов  растений, которые еще прикреплены  к живому организму (отмершие  листья, ветки и др.);

- перегной, или гумус, - накопленные  в верхних слоях почвы стойкие  органические вещества, образовавшиеся  в результате разложения и  биохимических превращений отмерших  органических остатков

    Общая органическая масса - суммарная масса живого (биомасса) и мертвой (мортмаса) органического вещества в экосистеме, выраженная в единицах массы или энергии на единицу площади или объема

Производительность понимают как  скорость накопления органического  вещества экосистемой или любым  ее структурным компонентом в  единицах массы или энергии на единицу площади за единицу времени  Термином \"продук укция \"обозначают количество органического вещества, накопленной экосистемой или  ее структурным элементом в единицах массы или энергии на единицу  площадииницю площі.

    Биопродуктивность - скорость производства биомассы на определенной площади за единицу времени Она может быть нескольких видов:

валовая первичная продуктивность (производительность продуцентов) - скорость накопления органического вещества автотрофами в процессе фотосинтеза  за единицу времени на единице  площади, включая и ту органическую реч ществ, которая на период определения  была потрачена на дыхание

- чистая первичная продуктивность - скорость накопления органического  вещества в растительных тканях, которая используется на обеспечение  роста и развития, то есть без  того количества вещества, была  расх рачена на дыхание

- вторичная производительность (биомасса, которую производят консументы  и организмы, разлагающихся) - скорость  накопления органического вещества  консументами на единицу площади  за единицу времени

целом наземные экосистемы Земли в  течение года производят около 115 млрд т первичной чистой продукции, треть  которой приходится на влажные тропические  леса Годовая чистая первичная продукция  скалистых, песчаных х и ледниковых пустынь, площадь которых равна 16% площади суши, составляет лишь 0,07 млрд т, т.е. их производительность является низкой (около 3 г/м2 в год) Мировое  распределение первичной продуктивности в осно в них экосистемах выглядит следующим образомм:

- пустыни, глубины океана - меньше, чем 0,5 г сухого вещества в  сутки на 1 м2;

- степи, глубокие озера, горные  леса, посевы некоторых растений, воды континентального шельфа - от 0,5 до 3,0 г сухого вещества в  сутки на 1 м2;

- влажные леса, вторичные ценозы, мелкие озера, влажные луга, поливные  культуры - от 3,0 до 10,0 г сухого вещества  в сутки на 1 м8;

- эстуарии, источники, наземные  группировки на аллювиальных  равнинах, интенсивное круглогодичное  земледелие (сахарный тростник) - от 10,0 до 25,0 г сухого вещества в  сутки на 1 м2

Средняя годовая чистая первичная  продуктивность Мирового океана почти  в 1,2 раза меньше продуктивности суши, а за год в нем производится всего 55 млрд т растительной массы (что  в два раза меньше, чем на суши) В лесах разных типов величина первичной продукции колеблется в пределах 200-450, а на лугах составляет 16 т / га На гектаре Мирового океана в среднем содержится в 1000 раз  меньше фитомассы, чем н а суши Общие запасы растительной продукции  биосферы равны 1841 млрд т, в которых  продукция океанов достигает  лишь немногим более 0,2% Таким образом, океан, который занимает 65% площади  земного шара (33 2 млн км2), можно  считать экологической пустыней Более 90% глобальной фитомассы приходится на лесные экосистемы (главным образом, древесину), что определяет остроту  проблемы обеспечения человечества продуктами ро слюнной пищи и выживания  вообщеагалі.

Очень важным понятием, с помощью  которого характеризуют экосистемы, является популяция Популяция - совокупность особей одного вида с одинаковым генофондом, которая живет на общей территории в течение многих поколений Основными показателями биологической структуры популяций является численность, плотность и гомеостаз Численность популяции - общее количество особей на определенной территории, которая постоянно меняется в резу льтаты рождения новых особей и их гибели от разных причин Плотность популяции - количество особей или объем биомассы на единицу площади или объема Гомеостаз популяции - это поддержание оптимальной с а определенных условиях численности; гомеостаз осуществляется через взаимоотношения личностисобин.

При изучении той или иной экосистемы чаще всего характеризуют такие  ее свойства: