Шпаргалка по "Экологии"

Еще одним мощным потребителем углерода являются морские  организмы. Они используют соединения углерода для построения раковин, скелетных  образований. В дальнейшем остатки  отмерших морских организмов образуют на дне морей и океанов мощные отложения известняков.

Цикл круговорота  углерода замкнут не полностью. Углерод  может выходить из него на довольно длительный срок в виде залежей каменного  угля, известняков, торфа, сапропелей, гумуса и др.

Человек нарушает отрегулированный круговорот углерода в ходе интенсивной  хозяйственной деятельности. За счет сжигания огромного количества ископаемого  топлива содержание углекислого  газа в атмосфере за XX в. возросло на 25%. Последствием этого может стать  усиление парникового эффекта.

Круговорот азота. Азот -- необходимый компонент важнейших органических соединений: белков, нуклеиновых кислот, АТФ и др. Основные его запасы сосредоточены в атмосфере в форме молекулярного азота, недоступного для растений, так как они способны использовать его только в виде неорганических соединений.

Пути поступления  азота в почву и водную среду  различны. Так, небольшое количество азотистых соединений образуется в  атмосфере во время гроз. Вместе с дождевыми водами они поступают  в водную или почвенную среду. Небольшая часть азотистых соединений поступает при извержениях вулканов.

К прямой фиксации атмосферного молекулярного азота способны лишь некоторые прокариотические организмы: бактерии и цианобактерии. Наиболее активными азотфиксаторами являются клубеньковые бактерии, поселяющиеся в клетках корней бобовых растений. Они переводят молекулярный азот в соединения, усваиваемые растениями. После отмирания растений и разложения клубеньков почва обогащается органическими и минеральными формами азота. Значительную роль в обогащении водной среды азотистыми соединениями играют цианобактерии.

Азотсодержащие органические вещества отмерших растений и животных, а также мочевина и мочевая  кислота, выделяемые животными и  грибами, расщепляются гнилостными  бактериями до аммиака. Основная масса  образующегося аммиака окисляется нитрифицирующими бактериями до нитритов и нитратов, после чего вновь используется растениями. Некоторая часть аммиака  уходит в атмосферу и вместе с  углекислым газом и другими газообразными  веществами выполняет функцию удержания  тепла планеты.

Различные формы  азотистых соединений почвы и  водной среды могут восстанавливаться  некоторыми видами бактерий до оксидов  и молекулярного азота. Этот процесс  называется денитрификацией. Его результатом  является обеднение почвы и воды соединениями азота и насыщение  атмосферы молекулярным азотом.

Процессы нитрификации и денитрификации были полностью  сбалансированы вплоть до периода интенсивного использования человеком азотных  минеральных удобрений в целях  получения больших урожаев сельскохозяйственных растений.

Таким образом, роль живых организмов в круговороте  азота является основной.

Важнейший этап развития жизни на Земле тесно связан с  изменением содержания кислорода в  атмосфере и становлением озонового  экрана. Древние фототрофные цианобактерии насытили кислородом первичный океан, благодаря которому водные организмы получили возможность осуществлять аэробное дыхание. Поступление кислорода в атмосферу обусловило образование мощного озонового слоя, поглощающего коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Формирование озонового слоя позволило организмам выйти на сушу и заселить ее разнообразные местообитания. Это стало возможным тогда, когда содержание кислорода в атмосфере достигло величины, составляющей 10% от его современной концентрации. К концу палеозоя, в пермском периоде, концентрация кислорода в атмосфере достигла современного уровня. 

4. трофические связи  животных и растений.

Трофические связи  возникают, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. И стрекозы, ловящие  на лету других насекомых, и жуки‑навозники, питающиеся пометом крупных копытных, и пчелы, собирающие нектар растений, вступают в прямую трофическую связь с видами, предоставляющими им пищу. В случае конкуренции двух видов из‑за объектов питания между ними возникает косвенная трофическая связь, так как деятельность одного отражается на снабжении кормом другого. Любое воздействие одного вида на поедаемость другого или доступность для него пищи следует расценивать как косвенную трофическую связь между ними. Например, гусеницы бабочек‑монашенок, объедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям. 

Трофические связи  являются главными в сообществах. Именно они объединяют живущие вместе виды, поскольку каждый из них может  обитать лишь там, где имеются  необходимые ему пищевые ресурсы. Любой вид не только приспособлен к определенным источникам питания, но и сам служит пищевым ресурсом для других. Пищевые взаимосвязи  создают в природе трофическую  сеть, распространяющуюся в конечном счете на все виды в биосфере. Образ этой трофической сети можно воссоздать, поставив в центр любой вид и соединив его стрелками со всеми другими, которые находятся с ним в прямых или косвенных пищевых отношениях (рис. 88), и затем продолжать эту процедуру для каждого вовлеченного в схему вида. В результате будет охвачена вся живая природа, от китов до бактерий. Как показали исследования академика А. М. Уголева, существует «чрезвычайное единообразие свойств ассимиляционных систем на молекулярном и надмолекулярном уровне у всех организмов биосферы», позволяющее им получать энергетические ресурсы друг от друга. Он утверждает, что за бесконечным разнообразием типов питания стоят общие фундаментальные процессы образующих единую систему трофических взаимодействий планетарного масштаба. 

5. структура биогеоценоза

Живое вещество распределено на планете неравномерно. Однородные участки территории, заселенные живыми организмами, называют биотопами (участок  леса, степь, озера). Исторически сложившиеся  сообщества организмов, населяющие биотоп – биоценоз. В него входят тысячи видов, но только несколько играют роль основного регулирующего фактора. Компоненты биоценоза и окружающая их неживая природа тесно связаны  обменом веществ и энергией и  составляют единую систему – биогеоценоз. Биогеоценозы характеризуются своим  круговоротом веществ, трансформацией солнечной энергией и продуктивностью  биомассы. Экосистемы и биогеоценоз  понятия сходные , но не тождественные. Биогеоценоз – это экосистема, границы которой определены фитоценозом. Фитоценоз – растительное сообщество – сочетание различных видов растений, исторически сложившееся на данной территории и обусловленное экологическими условиями. Он является главенствующим компонентом биогеоценоза, предопределяющим возможность существования в нем других организмов, так как состоит из автотрофных организмов, поставщиков энергии и органического вещества для других форм живых существ

В структуре биогеоценоза можно выделить четыре звена:

1. Абиотическое окружение  – неживая природа.

2. Продуценты –  зеленые растения и хемосинтез.

3. Консументы – потребители (живут за счет веществ, созданных продуцентами – плотоядные и травоядные животные).

4. Редуценты – организмы, разлагающие органические соединения до минеральных веществ (бактерии, грибы).

Экологическая система  – это живая открытая система  и поэтому, как и живые организмы, требует для своего существования  постоянного притока энергии. Единственным источником энергии для жизни  на Земле является солнечный свет. Но энергию, приносимую этим светом, могут  непосредственно использовать автотрофные  фотосинтетики (растения и сине-зеленые водоросли), они являются продуцентами. Продуцентами питаются травоядные животные, а также паразитирующие на растения грибы и другие растения. Это первичные консументы . Их в свою очередь поедают консументы второго порядка, которыми могут питаться консументы третьего порядка. Такая последовательность организмов представляет собой цепь питания (трофическую цепь). Каждое из звеньев этой цепи называется трофическим уровнем. Редуценты разлагают органические соединения – отмершие остатки животных , растений, делают эти вещества доступными для зеленых растений – продуцентов и консументов

6. Экология – теоретическая  основа охраны окружающей среды.

Прикладная экология тесно связана с охраной природы  и окружающей среды.

Экологические знания должны служить основой рационального  природопользования. На их основе базируется создание и развитие сети охраняемых территорий: заказников, заповедников и национальных парков, а также  охрана отдельных памятников природы. Рациональное использование природных  ресурсов является основой устойчивого  развития человечества.

Во второй половине ХХ века в связи с интенсивным  воздействием человеческого общества на биосферу начинается экологический  кризис, особенно обострившийся в  последние десятилетия. Современная  экология включает множество разделов и охватывает самые разнообразные  стороны человеческой деятельности; происходит экологизация всего общества. 

7.

корни экологии лежат  в русле биологических наук, и  возникла она и развивалась, как  и многие из них, в недрах естественной истории. Отсюда и многочисленные связи  экологии с другими биологическими науками — генетикой, морфологией, физиологией и с эволюционным учением. А вот разделение самой экологии по объектам исследований не всегда удачно. Это касается разделения на экологию животных и экологию растений.

Ведь животные и  растения неизбежно составляют части  одной и той же экосистемы и  тесно взаимосвязаны. В последнее  время взаимодействие животных и  растений стало объектом серьезных  теоретических и полевых исследований.

Другая перспективная  область современной экологии находится  на стыке популяционной генетики и популяционной экологии. По мере того как принципы и теории каждой из этих дисциплин постепенно сливаются, возникает множество новых подходов к изучению популяций.

Таким образом, различные  науки привлекаются для чисто  экологических исследований. Из-за этого рамки науки сильно расширяются. Но совершенно очевидно, что ни один эколог не может быть квалифицированным  специалистом во всех разделах этой всеобъемлющей  науки. Поэтому существует множество  различных специалистов-экологов, перед  которыми открыты широкие перспективы изучения разнообразных закономерностей и объектов. Это часто заставляет эколога далеко уходить в недра другой науки, и бывает невозможно сразу определить, эколог ли это. Такая ситуация неминуемо ставит вопрос — в чем специфика работы эколога? Как отличить эколога от зоолога, ботаника или физиолога? Способ отличить очень прост: нужно отвлечься от объекта исследований.

Мы ведь помним, что  все особенности вида (систематические, морфологические, физиологические, его  наследственность и изменчивость, его  географическое распространение и  поведение), все создается в процессе борьбы за существование и адаптации к местным условиям. Здесь нужно вернуться к словам Э. Геккеля, призывавшего экологов исследовать «все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование». То есть, изучая вид, эколог неизбежно соприкасается с другими биологическими специальностями, не теряя при этом своей научной специфики. В чем же она? А в том, что он всегда изучает влияние на объект природных факторов (объект может быть любым — зоологическим, ботаническим, микробиологическим и пр.). Например, в данном месте работают три специалиста — зоолог, физиолог и эколог. Заняты они, на первый взгляд, одним и тем же — изучают зверей. Однако зоолог изучает фауну, живущую в данном районе, физиолог — процессы, которые происходят в организмах этих животных (водно-солевой обмен, пищеварение, высшую нервную деятельность или еще что-нибудь). Эколог же исследует взаимоотношение этих зверей со средой их обитания и между собой. Итак, всегда нужно помнить, что если исследуются воздействия среды на организм или организма на среду его обитания, то это работа экологическая.

 Для правильного подхода к явлениям природы, для выбора правильного пути и метода работы необходимо ясно представлять себе границы биологических наук и особенности экологических исследований.

Так, эколог довольно часто вынужден обращаться к помощи физиолога, использовать для своих  целей методики этой науки. Однако между  экологией и физиологией существует кардинальное различие. Его нужно  понять для уяснения того, что такое  экология. В чем же разница? Как  не спутать эколога, использующего  физиологические методы, и физиолога, который использует в своих исследованиях  те же методы? Попробуем разобраться. Физиолог, изучая функции органов, исследует  реакции организма на те или иные стимулы и воздействия. Кажется, подход экологический? Между тем, его интересует физиологический механизм — природа реакций и законы самого протекания процессов. Эколог те же реакции исследует как приспособления к определенным условиям местообитания. Даже когда эколог изучает какую-либо часть организма, то делается это для определения характера ее приспособления к окружающей среде.