Основы экологии

Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой обитания.

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.

Основные задачи экологии заключаются в изучении динамики популяции, биоценозов и их систем, вскрытии законов экологических процессов и овладении управлением ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации планеты.

В экологии объектом исследования служат не единичные особи, а группы особей – популяции, сообщества, экосистемы, биологические макросистемы.

Аутэкология – раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельных организмов с окружающей средой.

Организм – это открытая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения и особенности строения которых детерминированы их функционированием как целого.

Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов.

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, прямо и косвенно воздействующие на живые организмы.

Биотические факторы – это факторы живой природы, всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга.

Антропогенные факторы – это те формы деятельности человека, которые воздействуют на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных.

Экологические факторы по значению подразделяются на главные, сопутствующие и ограничивающие. Они действуют на организм не изолированно, а комплексно.

Ресурсы – все то в природе, из чего организм черпает энергию и получает необходимые вещества для своей жизнедеятельности.

Условия – это изменяющиеся во времени и пространстве абиотические факторы, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы.

1. Кто ввел в науку термин «экология»? Кто является основоположником экологии?

2. Расскажите о взаимосвязи экологии с другими науками. Объясните, какое значение имеет экология в современном мире.

3. Заполните таблицу, поставив соответствующую цифру в ячейку.

1. Влияние животных на других членов биоценоза.

2. Механический состав почвы, ее проницаемость, влажность.

3. Свет, температура, влага, ветер.

4. Влияние растений на других членов биоценоза.

5. Течение, долгота дня.

6. Антропогенные факторы, возникающие в результате деятельности человека.

7. Содержание в почве или воде элементов питания, соленость воды.

4. Дополните схему. Покажите, как экологические факторы положительно и отрицательно влияют на живой организм.   

1.______фактор – ________

2.__________фактор – ________

3._________фактор – _________

5. Охарактеризуйте основные экологические факторы.

Свет – _____

Температура – _____

Вода – ________

Рельеф – ______

6. Заполните таблицу.

Классификация жизненных форм растений и животных

7. Что такое адаптация? Как ее классифицируют?

8. Среди антропогенных факторов выделяют техногенные факторы? Дайте определение понятия, приведите примеры?

9. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика законов

10. Как вы можете объяснить роль закона экологической индивидуальности видов в создании оптимальных условий жизнедеятельности организмов? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Среда обитания

Социальная экология – наука, изучающая взаимоотношения в системе «общество – природа», влияние окружающей среды на общество.

Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие.

На нашей планете живые организмы освоили четыре среды обитания.

Водная среда (гидросфера) – занимает 71 % поверхности Земного шара, 98 % приходится на моря и океаны, 0,5 % – на пресные водоемы.

Организмы, обитающие в воде, называются гидробионтами.

В Мировом океане различают две экологические области: пелагиаль (толща воды) и бенталь – (дно).

Наземно-воздушная среда – световой режим, температура, влажность, состав воздуха.

Реакция организмов на суточный ритм освещения, на соотношение светового и темного периода суток называется фотопериодизмом.

Гелиофиты – это растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний.

Сциофиты – это растения, которые развиваются в условиях слабого освещения.

Почвенная среда – поверхностный слой литосферы, твердой оболочки Земли, контактирующий с воздушной средой.

Организменная среда – особая среда, которая по своим свойствам резко отличается от внешней среды.

Паразитизм – очень древнее и широко распространенное в природе явление. Практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющего внутренних обитателей.

11. Приведите примеры организмов различных сред:

Водная – _____

Наземно-воздушная – ______

Почва – _________

Организмы как среда обитания – _______

12. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика сред обитания

13. Поясните, как растения приспособлены к условиям:

засушливого климата _____

избыточного увлажнения ________

недостатка света _________

избыточной освещенности _________

14. Заполните таблицу.

Пути приспособления организмов к условиям окружающей среды

15. Какая из сред обитания наиболее гетерогенная в пространстве и во времени? Какая наиболее однородная?

16. Заполните таблицу.

Экологические группы животных

Экология популяций

Демэкология, или популяционная экология – наука о популяциях, которая изучает действие факторов среды в популяциях, динамику численности популяций. 

Популяция – совокупность особей одного вида, способных к самовоспроизводству, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.

Ареал – пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности (область распространения).

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади.

Экологическая популяция – это население одного типа местообитания, характеризующееся общим ритмом биологических циклов и характером образа жизни.

Географическая популяция – это совокупность особей одного вида, населяющих территорию с однородными условиями существования и обладающих общим морфологическим типом и единым ритмом жизненных явлений и динамики населения.

Этологическая (поведенческая) структура – это система взаимоотношений членами одной популяции.

Колонии – групповые поселения оседлых животных.

Стаи – временные подвижные группировки особей для защиты от врагов, добычи пищи, миграции.

Стада – это более длительные и постоянные объединения животных.

Этология – наука о биологических основах поведения животных.

Мутации – внезапные естественные или вызываемые искусственно наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

17. Заполните таблицу.

Структура популяций

18. Попытайтесь доказать, что «в определении судьбы популяции большое значение имеет ее возрастная структура».

19. Дайте определения понятий.

Рождаемость – _________

Смертность – _________

20. Решите задачу.

В одном озере живут окунь, ерш, карась, щука, плотва. В соседнем, изолированном от первого, озере – окунь, щука, судак, лещ, плотва. Сколько видов и сколько популяций населяют оба водоема?

Ответ: количество видов _______

количество популяций _______

21. С помощью каких показателей можно дать сравнительную характеристику разным популяциям? Ответ проиллюстрируйте примерами.

22. Заполните таблицу.

Критерии вида

23. Назовите факторы, способствующие росту численности вида.

Экология сообществ

Синэкология, или экология сообществ – изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, пути их формирования, развитие, структуру и динамику, взаимодействие с факторами среды.   

Естественное сообщество (биоценоз) – совместное проживание видов в природе.

Искусственное сообщество создано человеком.

Экологическая структура биоценоза – это соотношение экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции.

Местообитание – это территория или акватория, занимаемая популяцией (видом), с комплексом присущих ей экологических факторов.

Наиболее крупные сообщества, характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами.

Биотические факторы – это совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие.

Экологическая ниша – совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе.

Экологическая сукцессия – последовательная смена биоценозов (экосистем), выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества.

Первичные сукцессии развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами.

Вторичные сукцессии происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения.

24. Закончите предложения.

Примерами природных сообществ являются:

Фитоценоз отличается от биоценоза тем, что

25. В чем различие между понятиями «экосистема» и «биогеоценоз»?

26. Чем обеспечена устойчивость биоценоза?

27. Каково значение животных, микроорганизмов и грибов в биоценозе?

28. Назовите виды-средообразователи биоценоза:

соснового бора – ______

елового леса – _______

торфяного болота – _______

лесостепи – ___________

29. На конкретном примере опишите процесс развития сообщества, называемый первичной сукцессией.

30. Объясните, почему экологические сукцессии являются механизмом:

развития экосистем ______

самоподдержания экосистем _______

восстановления экосистем ______

31. Как вы думаете, почему биологическим разнообразием обеспечена устойчивость биогеоценозов? Поясните на примере.

32. Заполните таблицу.

Типы биотических взаимоотношений

Экология экосистем. Биогеоценоз

Биогеоценология – наука, изучающая взаимодействия между экологическими компонентами внутри биогеоценоза.

Экосистема – система совместно обитающих живых организмов и условий их существования, связанных потоком энергии и круговоротом веществ.

Биогеоценоз – исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом).

Граница биогеоценоза устанавливается по границе растительного сообщества (фитоценоза) – важнейшего компонента биоценоза.

Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.

Биотоп – определенная территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва).

Круговорот веществ – это перемещение вещества в форме химических элементов и их соединений от продуктов к редуцентам через консументы или без них и опять к продуцентам.

Поток энергии – переход энергии в виде химических связей органических соединений по цепям питания от одного трофического уровня к другому.

Биологическая продуктивность – это способность экосистемы к воспроизведению биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в ее состав.

Продукция – прирост биомассы за единицу времени. Различают первичную и вторичную продукцию.

Первичная продукция – органическое вещество, которое образуют продуценты в процессе фотосинтеза (или хемосинтеза).

Вторичная продукция – биомасса, образуемая за единицу времени всеми  репродуцентами и консументами.

33. От чего зависит продолжительность существования экосистем? Почему жизнь дубравы более продолжительна, чем жизнь смешанного леса? Объясните, почему дубрава – более устойчивая экосистема, чем березовая роща.

34. Объясните, почему чем сложнее экосистема, тем выше ее устойчивость.

35. Заполните таблицу.

Структура биогеоценоза

36. Какие выделяют типы экосистем в зависимости от источника энергии?

37. Каковы отличия агроэкосистем от естественных экосистем?

38. Раскройте суть принципа отрицательной обратной связи.

39. Почему на отрицательной обратной связи основано самоподдержание всех сложных биосистем? Ответ проиллюстрируйте примером.

40. Попытайтесь доказать, что биологическое разнообразие видов является основой устойчивого развития экосистемы.

41. Что происходит на участке земли вблизи леса, если человек не возделывает на нем культуры?

Биосфера

Биосфера – оболочка Земли, состав, структура и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли.

Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли.

Литосфера – верхняя часть земной коры.

Биогенные вещества (уголь, нефть, торф, сланцы) – органические и органоминеральные вещества, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории Земли и являющиеся источником чрезвычайно мощной энергии.

Косное вещество – представляет субстрат  или среду обитания живых организмов, хотя образовано процессами, в которых живое вещество не принимало участия.

Биокосное вещество – образовано в результате синтеза живого и неживого вещества.

Круговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере и  литосфере, в том числе в тех слоях, которые входят в состав биосферы Земли.

Главные химические элементы литосферы: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, натрий, калий – участвуют в большом круговороте, проходя от глубинных частей верхней мантии до поверхности литосферы.

Геологический круговорот (большой круговорот веществ в природе) – круговорот веществ, движущей силой которого являются экзогенные и эндогенные геологические процессы.

Биологический (биогеохимический) круговорот (малый круговорот веществ в биосфере) – круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов.

Биогеохимический цикл – обмен веществом и энергией, осуществляющийся между разными структурными частями биосферы и обусловленный жизнедеятельностью организмов.

Ноосфера – сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.

42. Кем было создано учение о биосфере? Почему биосферу называют глобальной экосистемой?

43. Назовите основные пути деятельности человека по сохранению биосферы?

44. Заполните таблицу.

Структура биосферы. Функции и свойства живого вещества

45. Чем отличаются эндогенные и экзогенные процессы? Дайте определения процессам.

46. Заполните таблицу.

Биологическое значение организмов в биогеохимических циклах

47. Как вы думаете, к каким последствиям может привести накопление углекислого газа в атмосфере и что может быть причиной данного явления?

48. Выскажите предположение, к каким последствиям может привести вмешательство человека в биогеохимические циклы.

49. Опишите основные черты круговоротов основных биогенных веществ и элементов: воды, кислорода.

50. Кто ввел в науку термин «ноосфера»? Кто является основоположником учения о ноосфере?

51. Что понимают под термином «ноосфера»? Как вы понимаете этот термин?

52. Что понимают под терминами «антропосфера» и «техносфера»? В каких случаях их употребляют?

53. Каковы основные признаки превращения биосферы в ноосферу?

Экологическое право. Охрана природы

Экологическое право – совокупность эколого-правовых норм, регулирующих общественные (экологические) отношения в сфере взаимодействия общества и природы с целью охраны окружающей природной среды, предупреждения вредных экологических последствий, оздоровления и улучшения качества окружающей человека природной среды.

Государственные природные заповедники – территории и акватории, которые полностью изъяты из обычного хозяйственного использования с целью сохранения в естественном состоянии природного комплекса.

Национальные парки – относительно большие природные территории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных целей: экологической, рекреационной, научной.

Заказники – территории, создаваемые на определенный срок для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса.

Памятники природы – уникальные, невоспроизводимые природные объекты, имеющие научную, экологическую, культурную и эстетическую ценность.

Загрязнение – привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых вредных химических, физических, биологических, информационных агентов.

Химическое загрязнение – загрязнение вод неорганическими и органическими веществами.

Биологическое загрязнение – привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов, распространение патогенных микроорганизмов, сорной растительности, животных, наносящих вред хозяйственной деятельности человека.

Экологический мониторинг – система наблюдения, оценки и прогнозирования состояния окружающей человека природой среды.

54. Какие ресурсы называют возобновимыми? невозобновимыми? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Возобновимые ресурсы – _________

Невозобновимые ресурсы – _________

55. Перечислите глобальные экологические проблемы человечества. К каким отрицательным экологическим последствиям приводит истощение природных ресурсов?

Загрязнение среды:

Снижение биоразнообразия:

56. Могут ли естественные видообразовательные процессы компенсировать антропогенное изменение состава растительного и животного мира?

57. Как человек должен использовать земли в хозяйственных целях? Какие экологические закономерности надо учитывать при

создании городов:

создании поселков:

строительстве дорог:

добыче нефти и газа:

58. Почему проблема охраны окружающей среды имеет в настоящее время важнейшее международное значение? Что необходимо предпринять для сохранения многообразия животного и растительного мира?

59. Какие существуют виды оценки природных ресурсов?

60. Что понимают под ущербом в природопользовании? Какие виды ущербов выделяют?

61. Какие вы знаете законы Российской Федерации, направленные на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов?

62. Какие государственные органы осуществляют управление, контроль и надзор в области охраны окружающей природной среды?

63. Как классифицируют загрязнение окружающей природной среды?

64. Что такое безотходные и малоотходные технологии?