1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру


Название1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру
страница1/8
Дата публикации06.04.2013
Размер0.87 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Биология > Закон
  1   2   3   4   5   6   7   8
1.Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру

Экология – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи организмов с окружающей средой. Экология  — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов».

Предмет экологии – экосистема – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания. Экосистема — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом, энергией и информацией между ними.

^ Естественные (природные) экосистемы формируются под влиянием природных факторов, хотя человек может оказывать влияние на них, но незначительное.

Антропогенные (искусственные) экосистемы создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности: сельскохозяйственные ландшафты с посевами и стадами скота, города, лесопосадки, морские “огороды”, фермы устриц. В состав антропогенных экосистем могут входить сохранившиеся более мелкие естественные экосистемы (лес или озеро на территории с/х экосистемы, лесопарк в городе).

Основные законы экологии по Б. Коммонеру:

Барри Коммонер — американский биолог и эколог.

Наследие Коммонера включает четыре закона экологии, сформулированных в виде афоризмов:

1. Всё связано со всем. В законе отражён экологический принцип целостности.

2. Всё должно куда-то деваться. Закон говорит о необходимости замкнутого круговорота веществ и обеспечения стабильного существования биосферы.

3. Природа знает лучше. Закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.

4. Ничто не даётся даром. Закон говорит о том, что каждое новое достижение неизбежно сопровождается утратой чего-то прежнего.

?2.?Эволюция планеты Земля, возникновение жизни. Структурные уровни организации биосферы

История Земли по современным представлениям насчитывает примерно 4,6 млрд. лет. Многочисленные результаты исследования земной коры (химический состав и структура горных пород, их распределение по глубине, содержание радиоактивных изотопов, остатков ископаемых живых организмов) позволили установить картину формирования и развития планеты, определить возраст биосферы.

Вся история существования Земли подразделяется на временные отрезки, для каждого из которых характерны определенные физические, химические, климатические условия, а также этапы эволюции живой природы.

Временные отрезки геохронологической шкалы подразделяют на эоны, эры, периоды. Первый, самый ранний временной отрезок, называемый "катархей" или "лунный период", соответствует формированию Земли, ее атмосферы, водной среды. Жизни на протяжении первых 1-1,5 млрд. лет не существовало ни в какой форме. В атмосфере преобладали соединения серы, хлора, азота, содержание кислорода было в сотни раз меньше, чем сейчас. Интенсивные вулканические и грозовые процессы способствовали формированию водной среды – в ней и начали образовываться первые органические молекулы.

Криптозой (время скрытой жизни). Архей и протерозой - две наиболее крупные эры, в течение которых начала формироваться жизнь на уровне микроорганизмов. Первые многоклеточные организмы появились в самом конце протерозоя около 600 млн. лет назад.

Примерно 570 млн. лет назад, когда на Земле практически сформировались благоприятные условия для жизни, началось бурное развитие живых организмов. С этого момента наступило «время явной жизни» - фанерозой. Этот отрезок геологической истории подразделяют на 3 эры - палеозой, мезозой и кайнозой. Последняя эра, с точки зрения гео- и биологии, продолжается до сих пор. Следует отметить, что появление и развитие жизни на земле привело к значительному изменению твердой оболочки Земли (литосферы), гидросферы и атмосферы, а возникновение разумной жизни (человека) за короткий временной интервал вызвало глобальные изменения в эволюции планеты. Мезозойская эра характеризуется активным проявлением магматической деятельности, интенсивным процессом горообразования. В этой эре господствовали динозавры.

^ Структурные уровни организации биосферы:

3.Механизмы преобразования солнечной энергии в биосфере. Понятие о фотосинтезе, хемосинтезе и дыхании

^ Преобразование энергии происходит в процессе её циркуляции между веществом планеты и живыми организмами биосферы - биогеохимического круговорота веществ: перемещения огромных масс химических элементов, перераспределения накопленной в процессе фотосинтеза энергии, преобразования информации. Биогеохимический круговорот веществ обеспечивает непрерывность жизни в биосфере при конечном количестве вещества и постоянном притоке солнечной энергии, преобразует лик планеты, физико-химическую среду обитания живых существ, включая человека. Биогеохимический круговорот веществ - обмен веществом и энергией между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью организмов и носящий циклический характер. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез. Эта энергия довольно неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Кроме того, она теряется путем отражения, поглощается почвой, расходуется на транспирацию воды и т.д. Биогеохимический круговорот представляет собой обмен макро – и микроэлементов и простых неорганических веществ с веществом атмосферы, гидросферы и литосферы.

Особая роль в механизмах преобразования солнечной энергии биосферой принадлежит живому, веществу. Рассматривая живое вещество биосферы как единую систему, несмотря на то, что только часть его — содержащая хлорофилл растительность — является непосредственным участником преобразования световой солнечной энергии в энергию химических связей, мы не совершаем ошибки, ибо весь остальной живой мир неразрывно связан с этой зеленой частью. Фактически он существует за счет той же солнечной энергии, получаемой через посредство растений.

Фотосинтез - образование зелеными растениями и некоторыми бактериями органических веществ с использованием энергии солнечного света. Фотосинтез - один из самых распространенных процессов на Земле, обусловливает круговорот в природе углерода, O2 и других элементов. Он составляет материальную и энергетическую основу всего живого на планете.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградовым. Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитритами, — в основном именно в форме нитратов растения усваивают азот. Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.

Дыхание - совокупность процессов, которые обеспечивают поступление в организм кислорода и выделение из него углекислого и использование кислорода клетками и тканями для окисления органических веществ с освобождением содержащейся в них энергии, необходимой для жизнедеятельности.

4.Основные положения учения В. И. Вернадского о биосфере. Экологические функции живого вещества в экосистеме

Биосфера, согласно учению академика В.И. Вернадского, представляет собой наружную оболочку Земли, включающую все живое вещество и область его распространения (среду обитания). Верхняя граница биосферы — защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 20—25 км, выше которого жизнь невозможна ввиду воздействия ультрафиолетового излучения. Нижней границей биосферы являются: литосфера до глубины 3—5 км и гидросфера до глубины 11—12 км .

Компоненты биосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера — выполняют важнейшие функции по обеспечению жизни на Земле.

Биосфера возникла около 4,5 млрд лет назад и прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту — непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти.

Важнейшими компонентами биосферы являются:

•  живое вещество (растения, животные, микроорганизмы);

•  биогенное вещество органического происхождения (уголь, торф, почвенный гумус, нефть, мел, известняк и др.);

•  косное вещество (горные породы неорганического происхождения);

• биокосное вещество (продукты распада и переработки горных пород живыми организмами).

В.И. Вернадский рассматривал биосферу как пространство жизни, а ее основой считал взаимодействие живого и неживого вещества. Ученый обоснованно утверждал, что биосфера - это организованная оболочка Земли, в формировании и поддержке которой ведущую роль играют 
живые организмы. 
Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере: 
1.    биосфера не просто одна из оболочек Земли, это организованная обо­лочка; 
2.   быть живым - значит быть организованным (в соответствии с ролью и 
функциями живых организмов в природе их разделяют на продуцентов, 
консументов, редуцентов); 
3.   главной формой деятельности живых организмов в биосфере является их биогеохимическая работа, проявляющаяся в форме незамкнутых и необратимых потоков энергии и веществ между основными компонента­ми биосферной целостности; 
4.   такие потоки энергии и веществ В.И. Вернадский называл биогеохи­мическими циклами, поскольку к процессам круговорота приобщаются все новые и новые организмы; 
5.   биогеохимическая цикличность является сутью организованности и 
эволюции биосферы. 
Следовательно, биосфера - это своеобразная оболочка Земли, которая охватывает всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которое находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы (до высоты озонового слоя), всю гидросферу и верхние слои литосферы. Ее максимальная толщина дости­гает около 35-40 км, что сравнительно с радиусом Земли составляет лишь 0,55%. Это лишний раз свидетельствует о хрупкос­ти и уязвимости живой оболочки нашей планеты.

^ Экологические функции живого вещества в экосистеме:

Живое вещество по составу есть вся совокуп­ность живых организмов, обитающих в биосфере. Живое вещество имеет биомассу, обладает продук­тивностью и имеет особенные по сравнению с кос­ным веществом свойства. Эти свойства обеспечива­ют важнейшие функции живого вещества.

1. Энергетическая функция. Она определяется свойствами светочувствительного вещества хлоро­филла зеленых растений, с помощью которого рас­тения улавливают, аккумулируют солнечную энер­гию, преобразуют ее в энергию химических связей молекул органических веществ. Органические ве­щества, созданные зелеными растениями, служат источником энергии для представителей иных царств живых существ.

2. Транспортная функция. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направле­нии. В этом перемещении заключается транспорт­ная функция живого вещества.

3. Деструктивная функция. Минерализация ор­ганических веществ, разложение отмершей органи­ки до простых неорганических соединений опреде­ляет деструктивную функцию живого вещества. Данную функцию в основном выполняют грибы, бактерии.

4. Концентрационная функция есть накопление определенных веществ в живых существах. Рако­вины моллюсков, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных — все это примеры проявления концентрационной функции живого вещества.

5. Средообразующая функция. Живое вещество преобразует физико-хими­ческие параметры среды. Например, леса регулируют поверхност­ный сток, увеличивают влажность воздуха, обога­щают атмосферу кислородом.

5.Концепция устойчивого развития биосферы

1. Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы — производители органического вещества, но и гетеротрофы — потребители и разрушители органического вещества. Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие, и экосистема остается устойчивой. Устойчивость - это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава,  структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены. Устойчивость биосферы определяется:

А) исключительным разнообразием  живого вещества;

Б) взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем;

В) дублированием звеньев биогеохимических  циклов;

Г) жизненной активностью живого вещества.

2. Современная биосфера является результатом длительной эволюции всего органического мира и неживой природы. В этой эволюции принимает участие и сам человек, воздействие которого на природу постоянно усиливается и по своим масштабам приближается к действию геологических процессов. Биосфера Земли все больше становится управляемой человеческим разумом, постепенно превращаясь в ноосферу. Для Вернадского было очевидным, что биосфера под влиянием разумной человеческой деятельности переходит в качественно нов.ое состояние. Это новое состояние биосферы, преобразованной человеческой мыслью и трудом, Вернадский назвал ноосферой. Развивая свои представления и идеи, Вернадский выделил необходимые предпосылки для создания ноосферы:
1. Человечество стало единым целым. Сегодня событие, происшедшее в захолустном уголке любой точки любого континента или океана, отражается и имеет следствия - большие и малые - в ряде других мест, всюду на поверхности Земли.
2. Преобразование средств связи и обмена информацией, которые сегодня обеспечивают мгновенную ее передачу.
3. Реальное равенство людей как необходимое условие ноосферы.
4. Поднятие общего уровня жизни как условие реального равенства людей, а также возможность влияния народных масс на ход государственных и общественных дел.
5. Развитие энергетики, открытие и использование новых видов энергии, необходимых для подъема уровня жизни.
6. Исключение войн из жизни общества.

3. Эта концепция была принята на конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992 год, Рио-де-Жанейро), где была отмечена невозможность прогресса развивающихся стран по пути, который прошли развитые страны. Было признано, что эта модель развития завершится гибелью человечества. Поэтому была провозглашена необходимость перехода мирового сообщества на путь устойчивого развития, то есть развития общества на базе экологически целесообразного природопользования, обеспечивающего высокое качество жизни для людей целого ряда поколений.
Устойчивое развитие было выдвинуто как основная задача человечества на конец XX - начало XXI века. Эта модель развития предполагает:
1. Снижение материало- и энергоемкости производства, максимальное сокращение отходов, снижение оборота токсичных веществ и расширение использования возобновляемых ресурсов, включая источники энергии.
2. Переход к ценообразованию, учитывающему экологические критерии (цену ущерба окружающей среде) и стимулирующему использованию новых, экономически безопасных ресурсо- и энергосберегающих технологий в сочетании с системой налогов и штрафов.
3. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов через повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, улучшение питательных свойств растительной и животной продукции, использование комплексных методов борьбы с вредителями сельского хозяйства и т.д.
4. Передача индустриально развитыми странами передовых технологий развивающимся странам, в частности, новых технологий, созданных на основе генетических материалов, полученных из развивающихся стран.
5. Создание международных институтов, способных определить единую глобальную линию устойчивого развития, устанавливать единые для всех стран экологические стандарты, аккумулировать и перераспределять ресурсы в интересах всего сообщества, контролировать соблюдение всеми государствами единых правил экологического поведения.

6.Значение биологического разнообразия, его защита и охрана

Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и косного вещества, а также взаимосвязи биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического  круговорота.

Существование каждого вида зависит от множества других видов, уничтожение одного из видов может привести к исчезновению связанных с ним иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.

Социально-экономическое развитие общества пришло в явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.

Конвенция о биологическом разнообразии принята Конференцией ООН по окружающей среде и развитию, Рио-де-Жанейро, 3–14 июня 1992 года.

Согласно Конвенции 1992 г. мерами по сохранению биологического разнообразия являются мониторинг, сохранение условий, в которых существуют генетические ресурсы в рамках экосистем и естественных мест обитания; сохранение компонентов биологического раз­нообразия вне их естественных мест обитания. Разрабатываются руководящие принципы отбора, создания и рационального использования охраняемых районов или районов, в кото­рых необходимо принимать специальные меры для сохранения биологи­ческого разнообразия. Государства, принявшие Конвенцию, регулируют или рационально ис­пользуют биологические ресурсы, имеющие важное значение для сохра­нения биологического разнообразия. Они содействуют защите экоси­стем, естественных мест обитания и сохранения жизнеспособных попу­ляций видов в естественных условиях. Для сохранения биоразнообразия необходимо вкладывать средства в его изучение; совершенствовать природопользование, стараясь сделать его рациональным; решать глобальные экологические проблемы на международном уровне. ЮНЕСКО приняла конвенцию о Всемирном наследии, которая объединяет природные и культурные памятники. Конвенция призывает заботиться об объектах, которые имеют ценность для всего  человечества. Сохранение биоразнообразия зависит и от руководителей стран, и от поведения каждого жителя планеты.

^ 7.Антропогенные экосистемы и их влияние на развитие человеческой популяции
  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconУчебник содержит базовые сведения по экологии и рациональному использованию...
Центр экологической информации Научной библиотеки (ауд. 1237) предлагает студентам –дипломникам 2012 года и всем заинтересованным...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconПрограмма по курсу «экология» для студентов факультета психологии юфу
Понятие об экологии. Краткая история экологии. Экология как биологическая наука. Глобальное (междисциплинарное) понимание экологии....
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconЗакон оптимума. Стено- и эврибионты. Закон индивидуальности экологии...
Уровни организации жизни, изучаемые экологией. Основные понятия (определения) экологии. Разделы и задачи общей (биологической) и...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconБашкирский государственный университет
Уровни организации жизни, изучаемые экологией. Основные понятия (определения) экологии. Разделы и задачи общей (биологической) и...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconОтветы к экзамену по экологии Что изучает экология? Охарактеризуйте...
Экология наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру icon1. «Основы экологии и экономика природопользования» как межотраслевая...
«Основы экологии и экономика природопользования» дисциплина на стыке экологии и экономики. Является обязательной при подготовке любых...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconКем сформулированы основные законы экологии?
...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconЭкология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой...
Предмет и задачи экологии. Организм и надорганизменные системы: популяции, сообщества, экосистемы как объекты экологии. Биоэкология...
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconВопросы к зачету по экологии человека
Значение экологии человека для профессионального самосознания экологов-природопользователей
1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру iconКонкурс проводится с целью приобщения населения к решению вопросов...
В ноябре-декабре 2012 года Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан проводит Всероссийский молодежный конкурс...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница