Теоретические основы экологии

Основы экологии

Антонина Згуро

Основы

экологии.

Предмет экологии Основные разделы экологии Понятие экосистемы Биосфера как глобальная экосистема Экологические факторы среды Лимитирующие факторы Среды жизни

Предмет экологии

Экология греч. oikos - дом, жилище, место обитания, logos - знание, учение Экология – это наука об отношениях организмов с окружающей средой Немецкий биолог Эрнст Геккель 1866 год

Экология

Предмет экологии.

Экология – это междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и их взаимосвязи Юджин Одум (Eugene Odum),1953 г .

Наука

Предмет экологии.

Экология – это наука, которая изучает законы функционирования природных и антропогенных систем, а также ищет оптимальные формы взаимоотношения природы и человеческого общества

Предмет экологии

Предмет экологии

Структура экологии

Уровни организации материи

Предмет экологии.

Уровни организации материи Экология изучает надорганизменные структуры - экосистемы

Понятие экосистемы

Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии Ю. Одум

Arthur Tansley

Микроэкосистемы

Понятие экосистемы.

Микроэкосистемы

Мезоэкосистемы

Понятие экосистемы.

Мезоэкосистемы

Макроэкосистемы

Понятие экосистемы.

Макроэкосистемы

Антропогенные экосистемы

Понятие экосистемы.

Антропогенные экосистемы

Биосфера как экосистема

Биосфера – глобальная экосистема греч. bios - жизнь sphaira - шар,сфера Эдуард Зюсс, 1875 В.И.Вернадский,1926 Биосфера – область распространения жизни на Земле

Биосфера

Участки

Биосфера.

Поле существования жизни – участки, где есть условия для выживания и размножения организмов Поле устойчивости жизни – территории, где живые организмы могут лишь выживать, но не могут размножаться

Границы биосферы

Биосфера.

Границы биосферы Верхняя: озоновый слой (на высоте 16-25 км) Нижняя: в литосфере на глубине 2-3 км в гидросфере на глубине 10-11 км

Экологические факторы среды

Экологический фактор – любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы

Факторы неживой природы

Экологические факторы среды.

Факторы неживой природы (абиотические): Физические: солнечная радиация, световой режим, температура, влажность, Давление, гравитация, атмосферные осадки, огонь, ветер и др. Химические: атмосферные газы (кислород, диоксид углерода) соленость, рН, питательные элементы)

Факторы живой природы

Экологические факторы среды.

Факторы живой природы (биотические): Совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие Внутривидовые взаимодействия Межвидовые взаимодействия

Факторы человеческой деятельности

Экологические факторы среды.

Факторы человеческой деятельности (антропогенные): Добыча природных ресурсов Вырубка лесов Осушение болот Промысел зверей, птиц, рыб Промышленность Сельское хозяйство

Солнечная радиация

Экологические факторы среды.

СВЕТ (солнечная радиация)

Видимый свет

Экологические факторы среды.

Видимый свет, ? = 400 - 700 нм, 40-50% солнечной радиации, фотосинтез 6CO2 + 6H2O ? C6H12O6 +6O2 УФ – излучение: УФ-А 200-280 нм дальний УФ, опасен для жизни, УФ-В 280-320 нм задерживается озоновым слоем УФ-С 320-400 нм ближний УФ, загар, синтез витамина D ИК-лучи, ? > 700 нм, важный источник тепловой энергии

Адаптации организмов к изменению светового режима

Экологические факторы среды.

Адаптации организмов к изменению светового режима: Суточные ритмы Сезонные ритмы

Температура воздуха

Экологические факторы среды.

ТЕМПЕРАТУРА температура воздуха от -88,3 °С до +58,7°С Верхний температурный порог жизни определяется температурой свертывания белков (свыше 60°С). Нижний температурный порог жизни связан с изменениями в клетках и тканях, происходящими при замерзании внеклеточной и внутриклеточной жидкости

Человек

Экологические факторы среды.

ВОДА 50-80% МАССЫ ОРГАНИЗМОВ Человек – 70% Медуза – 95% Все процессы обмена веществ происходят в водной среде Питательные вещества и газы поступают к клеткам в растворенном состоянии

Защитные покровы

Экологические факторы среды.

Адаптации Защитные покровы, уменьшающие испарение воды (воск) Вместо листьев – иглы, колючки, шипы Шерстяной, перьевой покров Отсутствие потовых желез Мощная корневая система Запасание воды

Аэробные организмы

Экологические факторы среды.

КИСЛОРОД Аэробные организмы Анаэробные организмы В воздухе 21% кислорода или 277мг/л В воде 8,7мг/л ОЗОН В тропосфере вреден В стратосфере озоновый слой

Питательные элементы

Экологические факторы среды.

ПИТАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ макроэлементы микроэлементы

C, H, O – основные элементы N, P, K – основные питательные элементы fe, ca, S

B, cu, zn, co, ni, I, F, br, mn, mo и другие

Лимитирующие факторы

Диапазон выживания или зона толерантности – область значений какого-либо фактора среды, в пределах которого может существовать данный вид

Закон толерантности

Лимитирующие факторы.

Закон толерантности: развитие организмов лимитируется экологическими фактирами, находящимися в минимуме и максимуме Закон Шелфорда 1910 г.

Закон минимума: развитие организмов лимитируется экологическим фактором, находящимся в минимуме Закон Либиха 1840 г.

Живое вещество

Автотрофы

Живое вещество.

Автотрофы –берут нужные им для жизни химические элементы из окружающей их неживой (косной) материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма Фотоавтотрофы Хемоавтотрофы Х

Гетеротрофы

Живое вещество.

Гетеротрофы – организмы, которые нуждаются для своего питания в органическом веществе, образованном другими организмами Некротрофы Биотрофы Сапротрофы

Миксотрофы

Живое вещество.

Миксотрофы – организмы со смешанным типом питания венерина мухоловка росянка

Участие химических элементов в составе организмов

Живое вещество.

Участие химических элементов в составе организмов

Биогенные (биофильные )элементы – химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции О ~ 70%, С ~ 18%, Н ~ 10% массы организмов, всего ~ 60 хим. эл.

Главные 1-60%

C, h, о, n

Постоянные компоненты

Сопутствующие 0,05-1%

Na, Mg, P, S, Cl, K, Ca

Следовые ‹ 0,05%

B, F, Si, Mo, I, Mn, Fe, Co, Cu, Zn

Переменные

Сопутствующие (побочные)

Al, Ti, V, Cr, Ni, As, Br, Rb, Sr

Компоненты

Следовые

He, Li, Be, Ar, Se, Ga, Ge, Sc, Y, Nb, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Ra, Th, U

Среды жизни

Среда жизни (среда обитания) организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни Наземно-воздушная Водная Почва Живые организмы

Экологические индикаторы

Индикаторы среды – организмы, по которым можно определить тип физической среды, где они росли и развивались Поиск полезных ископаемых Загрязнение среды

Благодарю за внимание