Основы экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Екологія

1. Зміст екології, її місце в системі біологічних дисциплін та системі наукових знань

Экология - наука о взаимоотношениях живих организмов со средой обитания.

Экология - междсциплинарная область знаний об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и общества в их взаимосвязи.

1869 - основатель Ернст Гекель.

Экология обычно рассматривается как подотрасль биологии, общей науки о живых организмах. Живые организмы могут изучаться на различных уровнях, начиная от отдельных атомов и молекул и кончая популяциями, биоценозами и биосферой в целом. Экология также изучает среду в которой они живут и её проблемы. Экология связана со многими другими науками именно потому, что она изучает организацию живых организмов на очень высоком уровне, исследует связи между организмами и их средой обитания. Экология тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика.

Современная экология изучает взаимоотношения человека и биосферы, техносферы с окружающей её природной средой и другие проблемы. А сам процесс проникновения проблем и идей экологии в другие области знаний получил название экологизации.

2. Узагальнення в екології, рівні організації життя

Урони:

- генный или молекулярный. Предметом изучения - генетика.

- клеточный (цитология) и гистология

- органный

- организменный

- популяционный

- экосистемный

- биосферный

3. Методи екології. В чому полягає „ екологізація” технологій

Методы:

- регистрации и оценки качества окружающей среды, разные типы экологического мониторинга (наблюдение).

- методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных

- методы математического моделирования, экологических явлений и процессов экосистем.

- методы экологизации различных производств с целью уменьшения негативного влияния на окружающую среду

- создание информационных систем и технологий для решению экологических вопросов в разных сферах деятельности

- эколого-экономический анализ состояния разных объектов и производств

- медико-экологические методы изучения влияния разных факторов на здоровье людей

- методы экологического контроля состояния окружающей среды: экологических экспертизы, аудит, экологическая паспортизация.

Экологизация -процесс проникновения идей и проблем экологии в другие отрясли знаний.

4. Екологія та практика. Екологія та життя. Екологічні проблеми. Цілі та задачі екології

Цель экологии как науки - обеспечение общества суммой знаний, достаточных для производства биологического разнообразия и создания условий для сохранения жизни на планете.

Задачи экологии:

- закон организации жизни на земле

- создание научной основы рационального использования экологических ресурсов

- разработка мероприятий по борьбе с вредными видами

- экологическая индикация природной среды

- восстановление нарушенных природных систем

- сохранение эталонных участков биосферы

- стратегические задачи: развитие теории взаимодействия природы и общества на основе новых взглядов - экоцентризм.

Экологическая проблема -- это изменение природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущее к нарушению структуры и функционирования природных систем (ландшафтов) и приводящее к негативным социальным, экономическим и иным последствиям. Понятие экологической проблемы является антропоцентричным, так как негативные изменения в природе оцениваются относительно условий существования человека.

Экологические проблемы, связанные с нарушением отдельных компонентов ландшафта или их комплекса можно условно объединить в шесть групп:

атмосферное (загрязнение атмосферы: радиологическое, химическое, механическое, тепловое);

водные (истощение и загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение морей и океанов);

геолого-геоморфологическое (интенсификация неблагоприятных геолого-геоморфологических процессов, нарушение рельефа и геологического строения);

почвенные(загрязнение почв, эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание и др.);

биотическое (сведение растительности, деградация лесов, пастбищная дигрессия, сокращение видового разнообразия и др.);

комплексные (ландшафтные) -- опустынивание, снижение биоразнообразия, нарушение режима природоохранных территорий и т. д.

5. Дайте визначення „середовище існування”, „екологічний фактор”. Головні групи екологічних факторів

Среда обитания - органическая и неорганическая природа, окружающая живые организмы: водная, наземно - воздушная, почва, живые организмы.

Все элементы окружающей среды, влияющие на организмы называются экологическими факторами. Условно делятся на 3 группы:

- абиотические факторы (факторы неживой природы: свет, давление, температура)

- биотические факторы

- анторпогенные факторы (деятельности человека).

6. Закономірності дії екологічних факторів. Лімітуючи фактори. Основні шляхи пристосування до умов існування

1. Правило ограничивающих факторов ( наибольшее влияния на организм оказывают факторы, которые в данном месте обитания в минимуме. Именно к этому фактору организм вырабатывает адаптацию в первую очередь).

2. Закон оптимума (каждый фактор имеет определенные пределы положительного воздействия на организм; как недостаточное так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особи. Благоприятная сила воздействия - это зона оптимума экологического фактора. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем более выражено угнетающее действие данного фактора.

3. Закон взаимодействия факторов

4. Закон ограниченности природных ресурсов

5. Соответствие условий среды генетическим возможностям организма.

Адаптация к водной среде - обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносной полости, осморегуляция.

Адаптация к почвенной среде - форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется капательный аппарат, развита мускулатура.

Адаптация к наземно-воздушной среде - выработка опорного скелета, механизмов и гидротермического режима. Освобождение полового процесс от жидкой среды.

Адаптация к организменной среде - коадаптация паразита и хозяина, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы.

Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.

7. Адаптивне саморегулювання функцій організму. Адаптація, екологічна валентність. В чому міститься різниця між пристосуваннями людини та інших організмів до оточуючого середовища?

Биологимческая адаптамция -- процесс приспособления организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Адаптация может обеспечивать выживаемость в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию факторов абиотического и биологического характера, а также успех в конкуренции с другими видами, популяциями, особями. Каждый вид имеет собственную способность к адаптации, ограниченную физиологией (индивидуальная адаптация), пределами проявления материнского эффекта и модификаций, эпигенетическим разнообразием, внутривидовой изменчивостью, мутационными возможностями, коадаптационными характеристиками внутренних органов и другими видовыми особенностями.

Адаптации видов в рамках одного биоценоза зачастую тесно связаны друг с другом (одним из наиболее поразительных примеров межвидовой коадаптации является жёсткая привязка строения органов некоторых видов цветковых растений и насекомых друг к другу с целью опыления и питания). Если адаптационный процесс у какого-либо вида не находится в равновесном состоянии, то эволюционировать может весь биоценоз (иногда -- с негативными последствиями) даже в стабильных условиях окружающей среды.

8. Що таке „вид”, його критерії. Популяція як надорганизмовий рівень організації життя

Вид - это основная структурная единица в системе живых организмов. Представляет собой совокупность особей обладающих наследственным сходством морфологических, биохимических особенностей, свободно скрещивающихся между собой и дающие потомство, приспособленный к определенным условиям жизни, обладающих определенные типом отношений с абиотической, биотической средой и занимающих определенную область в природе (ареал). Виды отличаются друг от друга признаками (критериями).

Популяция - это ячейка живого, в которой происходит сомавоспроизводство живого вещества, обеспечивают выживание вида. Это совокупность особей одного вида, которая длительно существует на оной территории.

Свойства популяции: численность, плотность ( на единицу площади), рождаемость, смертность, прирост ( разница между рождаемостью и смертностью).

9. Принципи основної екологічної класифікації

Главная экологическая классификация - это разделение ее на группы по характеру питания.

1 группа - афтотрофы ( используют неорганические соединения и энергию солнца - растений).

2 группа - гетеротрофы ( организмы, использующие готовые органические соединения).

3 группа - сапрофиты.

Вид, популяция, сообщества (включают в себя популяции разных видов, характеризующихся определенными отношениями как между собой, так и с неорганической средой), биотоп (определенная территория, которую занимает сообщество).

10. Біоценоз, біотоп, угрупування. Принципи співвідношень організмів в біоценозах. Екологічна ніша

Биотоп - определенная территория, которую занимает сообщество.

Экологическая ниша - это уникальное многомерное биологическое пространство, занимаемое видом.

Биоценоз (от био - жизнь и греч. koinos -- общий), исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп) и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.

Для Биоценоза характерно разделение на более мелкие подчинённые единицы - мероценозы, т.е. закономерно слагающиеся комплексы, зависящие от Биоценоза в целом. Если энергетическим источником Биоценоз служат не автотрофы, а животные, то такие Биоценоз зависят от притока энергии извне и являются неполноценными, представляя в сущности мероценозы. В Биоценоз можно выделить и другие подчинённые группировки организмов, например синузии. Для Биоценоз также характерно разделение на группировки организмов по вертикали. В годовом цикле в Биоценоз изменяются численность, стадии развития и активность отдельных видов, создаются закономерные сезонные аспекты Биоценоз

Биоценоз - диалектически развивающееся единство, меняющееся в результате деятельности входящих в него компонентов, вследствие чего происходят закономерные изменение и смена Биоценоз (сукцессии), которые могут приводить к восстановлению резко нарушенных Биоценоз (например, леса после пожара и т.п.). Различают насыщенные и ненасыщенные Биоценоз В насыщенном Биоценоз все экологические ниши (см. Ниша экологическая) заняты и вселение нового вида невозможно без уничтожения или последующего вытеснения какого-либо компонента Биоценоз Ненасыщенные Биоценоз характеризуются возможностью вселения в них новых видов без уничтожения других компонентов. Можно различать первичные Биоценоз, сложившиеся без воздействия человека (целинная степь, девственный лес), и вторичные, измененные деятельностью человека (леса, выросшие на месте сведённых, население водохранилищ). Особую категорию представляют агробиоценозы, где комплексы основных компонентов Биоценоз сознательно регулируются человеком. Между первичными Биоценоз и агробиоценозами имеется вся гамма переходов. Изучение Биоценоз важно для рационального освоения земель и водных пространств, т.к. только правильное понимание регулятивных процессов в Биоценоз позволяет человеку изымать часть продукции Биоценоз без его нарушения и уничтожения.

11. Концепція екосистеми. Особливості екосистем, критерії виділення екосистем

Экосистема - эта любая биосистема, включающая в себя совместно функционирующие организмы на данном участке земной поверхности, в пределах которой осуществляется круговорот веществ, трансформация энергии и информации.

Примеры Э. -- пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, донными отложениями, с характерными для него изменениями температуры, количества растворённого в воде кислорода, состава воды и т.п., с определённой биологической продуктивностью; лес с лесной подстилкой, почвой, микроорганизмами, с населяющими его птицами, травоядными и хищными млекопитающими, с характерным для него распределением температуры и влажности воздуха, света, почвенных вод и др. факторов среды, с присущим ему обменом веществ и энергии. Э. характеризуются видовым составом, численностью особей отдельных видов, их биомассой, распределением и сезонной динамикой. Начиная с 40--50-х гг. 20 в. развернулись исследования, позволяющие количественно характеризовать функциональные особенности Э., прежде всего цепи питания, через которые осуществляется биологическая трансформация вещества и энергии. Количеств. выражение интенсивности и эффективности этих процессов с помощью современной методов, в частности математического моделирования экологических систем, -- необходимая основа решения актуальных вопросов рационального использования биологических ресурсов природы и сохранения среды обитания человека.

12. Екологічні компоненти екосистем

- энергия

- вода

-почва

- атмосфера

- информация (энергетически слабое воздействия, которые воспринимается организмом, как закодированное сообщение более мощного влияния на него со стороны других организмов и факторов среды вызывающие ответную реакцию).

- живые организмы ( в экосистеме должны присутствовать три функционально различных групп организмов - продуценты, консументы, редуценты).

13. Енергетичні відносини в екосистемі; закони витрат енергії. Ентропія

Целостность и устойчивость экосистемы обеспечивается следующими основными положениями:

1) использование солнечной энергии

2) передача энергии по цепям питания

3) круговоротом химических элементов

1 закон термодинамики - закон сохранение энергии

2 закон термодинамики - энергия может превращаться из одного вида в другой, из потенциальной в кинетическую и при переходе часть ее теряется и становится недоступной.

Энтропимя -- понятие, впервые введённое в термодинамике для определения меры необратимого рассеивания энергии. Термин широко применяется и в других областях знания: в статистической физике как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса). В современном виде впервые слово «энтропия» использовал Клод Шеннон.

14. Трофічні зв'язки. Ланцюги живлення. Біологічна продуктивність екосистем. Правило пірамід, принципи їх побудови

Путь расходования изначальной дозы энергии называется цепью питания, а Каждое звено цепи - трофическим уровнем. Все цепи питания начинаются с продуцента, далее травоядные консументы - плотоядные, живущие за сет травоядных - плотоядные.

Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих растений называются цепями потребления. С остатков растений, трупов называются цепями разложения.

Биологическая продукция - способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади.

Различают первичную (создаваемую растениями и другими автотрофами) и вторичную (создаваемую гетеротрофами)

Экологическая пирамида -- графические изображение соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме.

Выражается

в единицах массы (пирамида биомасс),

в числе особей (пирамида чисел Элтона)

в заключенной в особях энергии (пирамида энергий).

Правило экологической пирамиды

Закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.

Цепь питания

Цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для следующего звена.

Пример

Пусть одного человека в течение года можно прокормить 300 форелями. Для их питания требуется 90 тысяч головастиков лягушек. Чтобы прокормить этих головастиков, необходимы 27 000 000 насекомых, которые потребляют за год 1 000 тонн травы. Если человек будет питаться растительной пищей, то все промежуточные ступени пирамиды можно выкинуть и тогда 1 000 т биомассы растений сможет прокормить в 1 000 раз больше людей.

15. Розподіл біологічної продукції на планеті. Агроекосистеми, їх особливості та принципи організації

Биологическая продукция - способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности. Б.п. измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади.

Различают первичную (создаваемую растениями и другими автотрофами) и вторичную (создаваемую гетеротрофами) Б.п. В составе первичной Б.п. различается валовая (т. е. общая Б.п. фотосинтеза) и чистая Б.п. - <прибыль>, которая остается в растениях после затрат на дыхание. Чем благоприятнее условия среды, тем выше <прибыль>. В неблагоприятных условиях жаркой или арктической пустыни растения затрачивают на дыхание до 80% Б.п. фотосинтеза, а в благоприятных условиях при обильных ресурсах тепла и влаги - не более 30%.

При переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к фитофагам, от фитофагов к зоофагам, от хищников первого порядка к хищникам второго порядка) с затратами на дыхание и экскрементами теряется примерно 90% энергии. Кроме того, фитофаги съедают только 30% биомассы растений, остальная часть пополняет запас детрита, который затем разрушается редуцентами. Поэтому вторичная Б.п. в 20-50 раз меньше, чем первичная.

По первичной Б.п. экосистемы разделяются на четыре класса.

1. Экосистемы очень высокой Б.п. - свыше 2 кг/м2 в год. К ним относятся высокие и густые заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. По Б.п. они близки к экосистемам тропических влажных лесов и коралловых рифов.

2. Экосистемы высокой Б.п. - 1-2 кг/м2 в год. Это липово-дубовые леса, прибрежные заросли рогоза или тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав, выращенные с использованием орошения и высоких доз минеральных удобрений.

3. Экосистемы умеренной Б.п. - 0,25-1 кг/м2 в год. Это преобладающая часть сельскохозяйственных посевов, сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, заросшие водными растениями озера, <морские луга> из водорослей.

4. Экосистемы низкой Б.п. - менее 0,25 кг/м2 в год. Это пустыни жаркого климата, арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни Прикаспия, вытоптанные скотом степные пастбища с низким и редким травостоем, горные степи, которые развиваются на почвах мощностью не более 5 см и состоят из растений-камнелюбов, покрывающих поверхность субстрата на 20-40%. Такую же низкую Б.п. имеет большинство морских экосистем.

Средняя Б.п. экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м2 в год, так как на планете преобладают низкопродуктивные экосистемы пустынь и океанов.

От Б.п. отличают урожай (количество органического вещества, которое имеет хозяйственную ценность) и биомассу. Например, в урожай луга не входит накопленная за год биомасса корней и надземная биомасса, которая расположена ниже линии скашивания или скусывания травы пасущимися животными.

Экосистемы, структуру которых создает, поддерживает и контролирует человек в своих интересах, называют агроэкосистемами. В состав агроценозов, как и природных экосистем, входят все функциональные группы: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (человек, насекомые-опылители, птицы, симбиотические организмы, животные - вредители полевых культур, сельскохозяйственные животные), редуценты (бактерии и грибы). Организмы составляют пищевые цепи и сети. При этом обязательным звеном пищевых цепей является человек.

В отличие от биогеоценозов, агроценозы состоят из особей немногих видов, которые имеют большую численность. Поэтому их трофическая структура относительно проста, пищевые цепи короткие и менее разнообразные.

Чтобы не нарушать устойчивость биосферы, не подрывать ее стабильность и, вместе с тем, обеспечивать её высокую продуктивность, человек должен так формировать природные ландшафты, чтобы они включали и высокопродуктивные (незрелые) и устойчивые (зрелые) экосистемы. То есть агроценозы должны чередоваться с лесами, водоемами, лугами, болотами, образовывать "экологическую мозаику". Это будет способствовать обеспечению устойчивости экосистем, так как вредители сельскохозяйственных растений окажутся в окружении своих естественных врагов, которые будут регулировать их численность.

16. Концепція В. І. Вернадського про біосферу. Формування сучасного змісту терміну „біосфера”. Компоненти біосфери

Биосферу В. И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую с Космосом, сосредоточившую в себе жизнь в различных формах ее проявления (латентном и активном), пронизывающую всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы, в которой происходит аккумуляция, трансформация световой энергии и совершается геохимическая работа. В определении понятия особое внимание следует обратить на следующие основные положения:

1. Оболочка планеты, состоящая из живых организмов, контакт с Космосом, 1-я граничная поверхность.

2. Живая оболочка, пронизывающая в той или иной степени географические сферы, 2-я граничная поверхность.

3. Живая оболочка как энергетический канал, улавливающий световую энергию (и космическую пыль) и связывающий этим Землю с Космосом.

4. Живая оболочка - аккумулятор энергии и преобразователь ее в геохимическую работу.

Биосфера, как считает В.И. Вернадский, сразу возникла как система, состоящая из примитивнейших безъядерных (прокариотических) организмов - прокариот. Однако одни из них питались готовыми органическими веществами - это были гетеротрофные бактерии. Другие же могли использовать энергию химических связей для созидания органического вещества. Такие организмы названы хемотрофами. Вместе они и создали систему пищевой (трофической) зависимости или биологический круговорот. Время возникновения круговорота, а следовательно, жизни все дальше отодвигается в глубь веков. Ранее считалось, что архей -древнейшая эра жизни (2,8 млрд лет назад), сейчас же говорим о катархейской эре (уже 3,8 млрд лет назад). Для В. И. Вернадского же жизнь на Земле - геологически вечное явление. На сегодняшний день "стало очевидным, что геологическое развитие земной коры и развитие жизни - единый процесс, и, вероятнее всего, только в таком единстве этот "биологический" процесс и может существовать как таковой" (акад. Сидоренко и др., 1980). И только эта круговерть жизни - биологический круговорот, все более увеличивающийся, усложняющийся, и обусловливает развитие биосферы на протяжении многих миллиардов лет на нашей планете.

Биосфера- это область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь, которая подвергается воздействию живых организмов.

- биомасса живых организмов (90% растений и 1% животных)

- косное вещество (вода)

- биогенное вещество (вещество, созданное и переработанное совокупностью живых организмов - каменный уголь, торф)

- биокосное вещество (синтез живого и неживого - почва, подводные почвы)

- природное вещество (любой химический элемент, которые входит в естественный круговорот верств - радиактивные элементы)

- органическое вещество (соединение углерода с другими химическими элементами источником являются растений)

- биологически активные вещества, которые стимулируют или подавляют процесс жизнедеятельности организма - фитогормоны, растительные гормоны.

- антропогенное вещество - вредные вещества.

17. Розподіл життя в біосфері. Які частки земної поверхні вміщує біосфера

Распределение жизни в биосфере носит резко неравномерный характер. Наибольшая плотность жизни наблюдается на границах сред обитания. Эти сгущения жизни принято называть, пользуясь терминологией В.И. Вернадского, "пленками жизни". Одна из таких пленок жизни на границе контакта почвы и воздуха - 2-3 см толщины. Вторая отмечена в зоне контакта воздушной, почвенной и морской сред жизни - это прибрежная зона и зона апвелинга (достигаемая морскими брызгами). Третья -эуфотическая зона океана (до 200 м), т. е. зона свободного проникновения солнечного луча. Даже в эуфотической зоне выделяют еще более насыщенный жизнью слой в 2-3 см зону контакта водной и воздушной сред. Это настоящий инкубатор жизни. Таких пленок жизни можно назвать еще несколько: это и дно Мирового океана, и Саргассовое море скопление (заросли) бурой водоросли Саргасса и др.

Таким образом, жизнь широко распространена на Земле, она преобразует "лик Земли", оставляет свои следы повсюду, где она есть или была: это и окаменелости древних видов растений и животных, и каменный уголь, известняки и т. д. Но образовались они в прошлых геологических эпохах, в прошлых биосферах.

18. Жива речовина, її хімічний склад і роль у функціонуванні біосфери

Живое вещество - это вся совокупность живых организмов, населяющих нашу планету. Основные его характеристики: суммарная масса, химический состав и энергия.

Живое вещество -- совокупность живых организмов в биосфере. Термин введён В.И. Вернадским, который выделял живое вещество в ряду других типов веществ, слагающих биосферу (биогенное, косное, биокосное и др.)

Живое вещество представляет собой ничтожную часть биосферы, однако именно живому веществу принадлежит, по мнению Вернадского, главная роль в формировании земной коры. В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества.

Выделяют пять основных функций живого вещества:

-Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии - путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

-Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этим элементов, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

-Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

-Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).

-Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы. Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени.

19. Геохімічна робота живої речовини. Кругообіг речовин та трансформація енергії у біосфері. Значення кругообігу основних елементів

Выдающийся естествоиспытатель и мыслитель XX в. В.И. Вернадский созданием биогеохимии (1926 г.) открыл совершенно новый, очень важный аспект сложного явления (феномена) жизни. Предметом изучения биогеохимии служат процессы миграции и массообмена химических элементов между живыми организмами и окружающей средой. А если рассмотреть более современные определения (Добровольский, 1998) -биогеохимия - наука, изучающая жизнедеятельность организмов в качестве ведущего фактора миграции и распределения масс химических элементов на Земле.

В настоящее время (XXI в.) нетрудно заметить, какое ответственное место в изложенной системе представлений занимают процессы взаимодействия между живым веществом и инертной материей Земли (биогеохимические процессы). Это взаимодействие происходит в форме массообмена химических элементов между живыми организмами и окружающей средой. Именно процессы массобмена элементов объективно характеризуют геохимическую деятельность организмов, благодаря им биосфера имеет и поддерживает организованность. Эти процессы, геохимически по существу (как закономерные миграции химических элементов), но осуществляемые не под воздействием геологических факторов, а в результате жизнедеятельности организмов (биогеохимическими).

Круговорот веществ.

Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный (с участием живых организмов) круговорот веществ в природе, т. е. циркуляция веществ между литосферой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер.

В круговороте веществ принимают участие все живые организмы, поглощающие из внешней среды одни вещества и выделяющие в нее другие. Так, растения потребляют из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли и выделяют в нее кислород. Животные вдыхают кислород, выделенный растениями, а поедая их, усваивают синтезированные из воды и углекислого газа органические вещества и выделяют углекислый газ, воду и вещества непереваренной части пищи. При разложении бактериями и грибами отмерших растений и животных образуется дополнительное количество углекислого газа, а органические вещества превращаются в минеральные, которые попадают в почву и снова усваиваются растениями. Таким образом, атомы основных химических элементов постоянно совершают миграцию из одного организма в другой, из почвы, атмосферы и гидросферы -- в живые организмы, а из них--в окружающую среду, пополняя таким образом неживое вещество биосферы. Эти процессы повторяются бесконечное число раз. Так, например, весь атмосферный кислород проходит через живое вещество за 2 тыс. лет, весь углекислый газ -- за 200--300 лет.

Непрерывная циркуляция химических элементов в биосфере по более или менее замкнутым путям называется биогеохимическим циклом. Необходимость такой циркуляции объясняется ограниченностью их запасов на планете. Чтобы обеспечить бесконечность жизни, химические элементы должны совершать движение по кругу. Круговорот каждого химического элемента является частью общего грандиозного круговорота веществ на Земле, т. е. все круговороты тесно связаны между собой.

Круговорот веществ, как и все происходящие в природе процессы, требует постоянного притока энергии. Основой биогенного круговорота, обеспечивающего существование жизни, является солнечная энергия. Связанная в органических веществах энергия но ступеням пищевой цепи уменьшается, потому что большая ее часть поступает в окружающую среду в виде тепла или же тратится на осуществление процессов, происходящих в организмах, Поэтому в биосфере наблюдается поток энергии и ее преобразование. Таким образом, биосфера может быть устойчивой только при условии постоянного круговорота веществ и притока солнечной энергии.

20. Сучасне трактування поняття „біосфера” і кругообіг речовин у природі

Биосфера- это область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь, которая подвергается воздействию живых организмов.

21. Місце людини в системі тваринного світу. Людина як примат

- Человеческое тело имеет резкие отличия от тела животных и вместе с тем несет в себе немало черт, говорящих о родстве человека с животными, о единстве происхождения животных и человека.

- Из многочисленных родов и видов обезьян наиболее близко стоят к человеку шимпанзе, горилла и орангутанг.

Эти представители приматов объединяются под именем высших человекообразных обезьян -- антропоидов. Видовое название человека -- homo sapiens, что значит «разумный человек».

- Находимые в земле ископаемые остатки живших сотни тысяч лет тому назад живых существ помогают реально представить себе образ человеческих предков -- питекантропа, синантропа, неандертальца, кроманьонца.

- Антропология -- наука о современном человеке и истории его развития, объединяя и систематизируя многочисленные факты и наблюдения, показывает, как постепенно менялся и прогрессивно развивался организм человека и его внешние формы в частности.

- Тип современного человека развивался постепенно, путем усложнения организма на протяжении сотен тысяч лет. Обезьяноподобные предки человека, в свою очередь, прошли еще более длинный, исчисляющийся многими миллионами лет путь развития от низших форм живых существ к высшим.

- Человек отличается от всех других приматов вертикальным положением тела, полностью освобождающим верхние конечности от опоры и передвижения, что обеспечило возможность их превращения в качественно новый орган труда -- руку. Человек отличается от приматов развитием головного мозга, что, в свою очередь, определило размеры и форму черепа. Именно развитие коры головного мозга резко выделило человека среди других приматов.

- Главное отличие человека от его родичей -- животных заключается в способности человека к труду, способности производить орудия труда и с их помощью активно изменять окружающую природу. Это качество не присуще ни одному как из вымерших, так и из современных животных.

- «Только благодаря труду, благодаря приспособлению к все новым операциям, благодаря передаче по наследству достигнутого таким путем особого развития мускулов, связок и, за более долгие промежутки времени, также и костей... человеческая рука достигла той высокой ступени совершенства.

- Существование каждого живого организма тесно связано с окружающей его средой. Существование человека обусловливает социальная, общественная среда.

Самая замечательная черта в устройстве тела приматов - это их пятипалые хватательные конечности (руки и ноги), приспособленные к жизни на деревьях. Приматы же обхватывают ветки пальцами, как люди. Беря рукой толстую палку, вы накладываете четыре пальца на одну сторону палки, а большой палец - на другую и между ними удерживаете палку. Эта замечательная способность нашей руки противопоставлять большой палец остальным и, если нужно, прикладывать кончик большого пальца к кончикам других пальцев чрезвычайно важна для всяких работ, производимых человеком. Обезьяны не могут так же сильно и ловко противопоставлять большой палец остальным и так же свободно двигать каждым пальцем рук в отдельности, как человек. Зато обезьяны могут в известной степени противопоставлять большой палец остальным пальцам не только на руке, но и на ноге, чего не способны делать люди.

Пальцы у приматов обычно снабжены плоскими ногтями, а не когтями и не копытами. Ногти помогают хватательной способности рук я ног. Человек, как истинный примат, обладает плоскими ногтями на всех пальцах: его широкие ногти - одно из приспособлений к выполнению разных трудовых действий. Хватательные руки приматов приносили бы им мало пользы, если бы не имели достаточной свободы движений: вперед, назад, вверх, вниз, в стороны. Этой свободе движений способствует у приматов особая кость, не сохранившаяся у многих других млекопитающих. Эта кость - ключица. У всех приматов она хорошо развита. Такова же она и у человека. Если случается перелом ключицы, то плечо притягивается к груди, и свобода движений нарушается. Ключиц нет у таких животных, как лошадь; у них передние ноги двигаются только вперед и назад, а двигать ими в стороны лошадь почти не может. Нет ключиц также у кошек.

Приматы отличаются от прочих млекопитающих своей смышленостью и большим развитием мозга. Мозг приматов крупнее, тяжелее, чем мозг других млекопитающих такого же роста. У мелких приматов мозг гладкий, у более крупных он покрыт извилинами и бороздами. Рисунок этих борозд у человекообразных обезьян напоминает человеческий. По размерам человеческий мозг много больше мозгов других приматов. Он весит в среднем около 3400 граммов, тогда как у самых крупных обезьян его вес не превышает 650 граммов.

22. Теорія антропогенезу, сіміальна теорія виникнення теорія виникнення людини. Прародина людства

Антропогенезом ученые-дарвинисты называют процесс выделения человека из мира животных. Ими было предположено, что отдаленными пред¬ками человека являются человекообразные обезьяны, прошедшие несколько стадий развития на пути к формированию конечного результата.

В данной работе мы коснемся эволюционной теории происхождения человека и рассмотрим основные стадии антропогенеза.

Ранние предки человека

Как считают приверженцы теории эволюции, примерно около 60 миллионов лет назад на Земле из насекомоядных млекопитающих в результате влияния природной среды и естественного отбора развились полуобезьяны, которые затем довольно быстро разделились на две ветви. Первая из них вела к широконосым обезьянам, а вторая к узконосым, из которых яко бы позднее сформировался человек.

Разъясняя свою теорию, ученые предположили, что современные обезьяны отнюдь не предки человека, хотя они и появились на Земле раньше человека (более 30 миллионов лет назад), а так же что человекообразные тоже произошли от полуобезьян в середине третичного периода (начало его отстоит от нашего времени приблизительно на 70 миллионов лет). За несколько десятков миллионов лет полуобезьяны постепенно превратились в древесных обезьян, из которых, как говорит теория эволюции, возникли виды высших человекоподобных (антропоморфных) обезьян. Одни из древнейших антропоморфных обезьян стали предками современных шимпанзе и горилл, а другие положили начало линии, которая яко бы привела к человеку.

По современным представлениям, которые восходят к взглядам Ч. Дарвина, человек произошел от высокоразвитых обезьян. Эта гипотеза, называемая симиальной, имеет ряд модификаций. Рассмотрим одну из них. Многие независимые данные разных отраслей биологии подтверждают наибольшую близость человека к африканским человекообразным обезьянам (понгидам), в первую очередь к шимпанзе. Ранние этапы эволюции общего понгидно-гоминидного ствола представлены североафриканским египтопитеком и группой дриопитеков, особенно древнейшим африканским дриопитеком из Кении, возраст которого примерно 20 млн лет. Предполагают, что отделение собственно гоминидной ветви эволюции произошло не ранее 14-15 млн лет и не позднее 6 млн лет назад. Основными тенденциями гоминизации считают прямохождение, увеличение объема мозга, прежде всего новой коры, и дифференциацию его структуры, развитие руки как органа труда, удлинение периода роста и развития, освоение нового способа поведения - адаптацию к трудовой деятельности, что означало образование принципиально иной адаптационной ниши. Эволюция гоминид была неравномерной. По-видимому, скорость морфологических изменений не совпадала полностью с темпами биохимической эволюции; не было строгого соответствия прогресса морфофункциональной организации и культуры. Принято считать, что первым был вид человек умелый (Homo habilis), сменившийся около 1,5 млн лет назад видом человек прямоходящий (Homo erectus). В дальнейшем происходило постепенное расширение экологической ниши Homo, и она поглотила экологические ниши австралопитековых. Примерно 1 млн лет назад Homo erectus стал единственным представителем гоминид на Земле. Этот вид обнаруживается в различных регионах Африки и Евразии примерно до 0,3 млн лет.

Человек современного типа (Homo sapiens) появился не позднее 40 тыс. лет назад. Его предками одни ученые считают ранних прогрессивных неандертальцев (Homo neandertalus), a другие - представителей конкурирующих ветвей Homo, линии которых разошлись всего 500 тыс. лет назад. Окончательное формирование современного типа человека датируют временем приблизительно 10-8 тыс. лет до н.э., когда он уже широко расселился по планете. Таким образом, развитие от первых человекообразных обезьян к современному человеку было очень сложным и не имело прямолинейного характера.

23. Географічне середовище і людина. Людина і його цілісність. Здоров`я людини

Здоровье человека - состояние человеческого организма как живой системы, характеризующееся полной ее уравновешенностью с внешней средой и отсутствием каких-либо выраженных изменений, связанных с болезнью.

Здоровье человека - по определению Всемирной организации здравоохранения - объективное состояние и субъективное чувство полного физического, психического и социального комфорта.

24. Підвищення ролі антропогенних факторів середовища. Урбанізація. Уявлення „Забруднення” в екології. Наслідки забруднення довкілля

Загрязнемние -- привнесение в какую-либо среду новых не характерных для неё веществ или превышение естественного среднемноголетнего уровня концентрации этих агентов в среде. Загрязнения подразделяются на природные (вызванные естественными причинами) и антропогенные (связанные с деятельностью человека). Непосредственными объектами загрязнения служат атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения (жертвами загрязнения) оказываются растения, животные, микроорганизмы, человек.

Виды загрязнений:

Биологическое -- загрязнителем являются не свойственные экосистеме организмы. Наиболее известный пример -- бесконтрольно расплодившиеся в Австралии кролики.

Микробиологическое

Механическое -- загрязнение химически инертным мусором, протаптывание тропинок и прочее механическое воздействие на среду.

Космический мусор

Химическое -- загрязнителем являются вредные химические соединения.

Аэрозольные загрязнения - загрязнитель-аэрозоль (система маленьких частиц)

Физическое

Тепловое -- излишний нагрев среды.

Световое -- излишнее освещение.

Шумовое

Электромагнитное -- загрязнение радиоэфира; может мешать как жизнедеятельности некоторых организмов, так и радиоприёму.

Радиоактивное -- превышение естественного радиоактивного фона.

Визуальное загрязнение -- порча естественных пейзажей постройками, мусором, шлейфами самолётов и т. д.

Урбанизамция (от лат. urbanus -- городской) -- процесс повышения роли городов в развитии общества. Предпосылки урбанизации -- рост в городах промышленности, развитие их культурных и политических функций, углубление территориального разделения труда. Для урбанизации характерны приток в города сельского населения и возрастающее маятниковое движение населения из сельского окружения и ближайших малых городов в крупные города (на работу, по культурно-бытовым надобностям и пр.). Процесс, обратный урбанизации, называется рурализацией.

Процесс урбанизации идёт за счёт:

естественного прироста городского населения;

преобразования сельских населённых пунктов в городские;

формирования широких пригородных зон;

миграции из сельской местности в городскую.

25. Екологічна криза, екологічна катастрофа. Сучасна науково-технічна революція

экология биологический технология середа существование

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС, нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные антропогенной деятельностью и угрожающие существованию человека как вида. По степени угрозы естественной жизни человека и развитию общества выделяются неблагоприятная экологическая ситуация, экологическое бедствие и экологическая катастрофа. Влияние общества на природу к настоящему времени достигло больших масштабов. Это влияние сказывается не только в отношении отдельных природных ресурсов, но и, как мы видели, на ходе важнейших, глобальных процессов биосферы, нарушение которых может привести к весьма опасным для жизни на планете последствиям. Именно это положение послужило причиной появления и распространения в последнее время в развитых странах такого понятия, как "экологический кризис".

Истоки "экологического кризиса" кроются в нерациональном использовании природных ресурсов. Например, в США, по некоторым оценкам, с 1929 по 1963 г. от 47 до 56% валового национального продукта было произведено без учета действительных нужд общества. Следовательно, около половины природных ресурсов, освоенных США за этот период, расходовалось без учета реальных общественных потребностей. Освоение естественных ресурсов в интересах конкурирующих собственников, непомерное увеличение военных расходов, ориентация на неограниченное потребление неизбежно ведут к хаотическому расходованию богатств природы и в конце концов оборачиваются тяжелыми лишениями для общества. Экологимческая катастромфа -- необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов. Вид катастрофы; может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем. Глобальная экологическая катастрофа -- гипотетическое происшествие, которое возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним воздействием (или серией воздействий) на глобальную экологическую систему -- биосферу.

Наумчно-технимческая революмция (НТР) -- коренное качественное преобразование производительных сил на основе превращения науки в ведущий фактор производства, в результате которого происходит трансформация индустриального общества в постиндустриальное.

Черты НТР

-Универсальность, всеохватность: задействование всех отраслей и сфер человеческой деятельности

-Чрезвычайное ускорение научно-технических преобразований: сокращение времени между открытием и внедрением в производство, постоянное устаревание и обновление

-Повышение требований к уровню квалификации трудовых ресурсов: рост наукоемкости производства

-Военно-техническая революция: совершенствование видов вооружения и экипировки

Эпоха НТР наступила в 40--50-е годы. Именно тогда зародились и получили развитие ее главные направления: автоматизация производства, контроль и управление им на базе электроники; создание и применение новых конструкционных материалов и др. С появлением ракетно-космической техники началось освоение людьми околоземного космического пространства. Для прогресса современной науки и техники характерно комплексное сочетание их, революционных и эволюционных изменений. Примечательно, что за два -- три десятилетия многие начальные направления НТР из радикальных, постепенно превратились в обычные эволюционные формы совершенствования факторов производства и выпускаемых изделий. Новые крупные научные открытия и, изобретения 70--80-х годов породили второй, современный, этап НТР. Для него типичны несколько лидирующих направлений: электронизация, комплексная автоматизация, новые виды энергетики, технология изготовления новых материалов, биотехнология. Их развитие предопределяет облик производства в конце ХХ -- начале ХХI вв.

26. Основні завдання державної політики в сфері екологічної безпеки населення України. Основні законодавчі акти з охорони довкілля

Большое внимание экологическое законодательство уделяет мероприятиям сообразно охране атмосферного воздуха. Как отмечено в ст. 27 Закона Украины "Об охране атмосферного воздуха”, проектирования, строительстве и введении в эксплуатацию новых и реконструированных предприятий, сооружений и других объектов, совершенствования существующие и внедрения новых технологических процессов и обстановка должен исполняться с обязательным соблюдением норм экологической безопасности, учета совокупного действия выбросов загрязняющих веществ в атмосферный атмосфера и вредного влияния физических и биологических факторов для него всеми действующими и запланированными для строительства сооружениями и другими объектами, а также с учетом накопления загрязнения в атмосфере, трансграничного его перенесения и особенностей климатических условий.

Согласно статье 50 КУ, каждый имеет право на безопасную для жизни и здоровья окружающую среду и на возмещение причиненного вреда. Запрещено засекречивание информации о состоянии окружающей среды.

Размещено на Allbest.ru