Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Оглавление

Содержание

  1. Общие понятия об экологии и экологических факторах

  1. Экологические факторы

  1. Закономерности воздействия факторов среды на организмы

  1. Общие закономерности действия экологических факторов

  1. Экосистема

  1. Экологическая ниша

  1. Энергия в экосистемах. Жизнь как термодинамический процесс

  1. Предмет исследования биоэнергетики. Первое начало термодинамики.

  1. Второе начало термодинамики 

  1. Загрязнители окружающей природной среды (ОПС).

  1. Понятие экологического кризиса и экологической катастрофы.

Понятие экологического кризиса и экологической катастрофы.

Экосистема включает в себя все живые организмы (растения, животные, грибы и микроорганизмы), которые в той или иной степени, взаимодействуют друг с другом и окружающей их неживой средой (климат, почва, солнечный свет, воздух, атмосфера, вода и т.п.).

Экосистема не имеет определенного размера. Она может быть столь же большой, как пустыня или озеро, или маленькой, как дерево или лужа. Вода, температура, растения, животные, воздух, свет и почва — все взаимодействуют вместе.

Общие понятия об экологии и экологических факторах

Общие понятия об экологии. 

Как самостоятельная 
наука экология сформировалась в XX
столетии, хотя факты, составляющие ее содержание,
привлекали внимание человека с давних
времен. В современном виде экология охватывает
чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно
переплетается с целым рядом смежных наук:
биологией, геологией, физикой, химией,
генетикой и др.

Экология — это наука об отношениях растительных
и животных организмов или их сообществ
между собой и с окружающей средой. Термин «экология», образованный из двух
греческих слов: ойкос — дом, жилище, родина
и логос — наука, был предложен немецким
биологом Э. Геккелем в 1869 г. и обозначает
буквально «изучение собственного дома»,
или «наука о местообитании».

Экология тесно связана 
с другими биологическими науками
— зоологией и ботаникой. В период
становления этих наук основное внимание
исследователей было сосредоточено на систематике
и строении живых организмов. Но уже в
первых сочинениях по флоре описание каждого
вида растения стало сопровождаться указанием
мест его произрастания.

Огромное значение экологии
было осознано обществом совсем недавно
— когда ввиду постоянно усиливающегося антропогенного воздействия на природную среду со всей очевидностью
возникла проблема сохранения жизни на
нашей планете, сохранения человеческой
цивилизации. Нельзя бездумно относиться к природе,
безжалостно ее эксплуатировать!

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Человеческое
общество может жить и развиваться, только
находясь в гармонии с природой. Для этого
необходимо знать, как устроена и функционирует
природа, как она реагирует на вмешательство
человека. Экология изучает организацию жизни на
трех уровнях. Первый уровень охватывает отдельные
растения и животных — особи.

Любая особь
находится под влиянием различных условий
окружающей среды, испытывает на себе
их воздействие. Одними из главных воздействующих
на организм условий являются климатические
— температура, влажность, освещенность
и др. Кроме того, в существовании наземных
животных, особенно обитателей почвы,
и в жизни растений важную роль играют
физические и химические свойства почвы.
Для водных организмов особое значение
имеют физические и химические свойства
воды как среды обитания.

Раздел экологии, в 
рамках которого исследуется взаимодействие
отдельного организма со средой обитания
(образ жизни, поведение, взаимодействие
с отдельными элементами окружающей
среды и др.), носит название аутэкологии (от греческого аутос — сам). В реальной жизни, однако, ни один организм
не существует вне связи с другими ему
подобными организмами, то есть особями
того же вида.

Как правило, организмы существуют
в виде особых группировок — популяций
(от латинского популус — народ, население).
Взаимодействие организмов в популяции
приводит к тому, что у нее появляются
собственные свойства, отличные от свойств
отдельных особей. Под влиянием многих
внешних условий (параметров окружающей
среды, качества и количества пищи и др.

)
популяции меняют численность во времени
и пространстве, приобретают свойства
накапливать и расходовать вещество и
энергию, им свойственны более сложные
реакции на изменения среды, чем соответствующие
реакции индивидуума. Раздел экологии, изучающий взаимоотношения
между организмом и средой обитания на
уровне популяций, носит название демэкологии, или популяционной экологии.

Но и популяция изолированно
существовать не может, поскольку нуждается 
в энергии, веществе, пространстве и других жизненных ресурсах. Поэтому
популяция обязательно вступает во взаимоотношения
с другими популяциями: популяция хищного
животного черпает энергию от популяции
травоядного, популяции могут бороться
за пространство, пищу и т.п.

Однако они
могут и помогать друг другу: почвенные
животные, перерабатывая мертвое растительное
вещество, увеличивают плодородие почвы,
насекомые участвуют в опылении растений,
некоторые растительноядные животные
обеспечивают перенос семян растений,
способствуя их размножению. Таким образом,
популяции не могут существовать друг
без друга.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyright

Предлагаем ознакомиться:  Могу ли я сначала прописать маму в квартире а затем начать оформление дарения е квартиры на себя

Стабильность природной системы
во времени поддерживается посредством
взаимодействия между всеми ее живыми
и неживыми составляющими. В природе совместно обитающие популяции
различных организмов всегда образуют
определенное единство, называемое сообществом, или биоценозом (от греческого биос — жизнь и ценоз —
общее).

Занимаемое сообществом природное
жизненное пространство принято именовать биотопом (от греческого биос — жизнь и топос —
место). Сообщество — это довольно устойчивое
биологическое образование, поскольку
оно обладает способностью к самоподдерживанию
своих природных свойств и видового состава.
Устойчивость сообщества определяется
не только устойчивостью входящих в него
популяций, но и особенностями взаимодействия
между ними.

Комплексное изучение сообществ 
является предметом еще более 
сложного раздела экологии – синэкологии (от греческого син — вместе), или экологии
сообществ.

Экологические факторы 

Среду обитания организмов
характеризуют условия и ресурсы. Понятие «условия
среды» в экологии заменяют и определяют
понятием «экологические факторы». Экологические
факторы оказывают определяющее влияние
на жизнедеятельность и географическое
распространение живых организмов.

Экологический фактор — это любой нерасчленяемый далее элемент
окружающей среды, способный оказывать
прямое либо косвенное воздействие на
живой организм хотя бы на протяжении
одного из этапов его индивидуального
развития, или, другими словами, то из условий
среды, на воздействие которого организм
отвечает приспособительными реакциями.

Экологические факторы весьма разнообразны
как по своей природе, так и по воздействию
на живые организмы. Их можно условно подразделить
на три основные группы: абиотические,
биотические и антропогенные. Абиотические факторы — это факторы, связанные с воздействием
на организмы неживой природы, то есть
климатические факторы (температура, свет,
влажность, давление и др.);

физические
свойства почвы и воды; орографические
факторы (условия рельефа). Абиотические факторы влияют на организм
непосредственно, как, например, свет или
тепло, или опосредованно — как рельеф,
который обусловливает степень действия
прямых факторов: освещенности, влажности,
силы ветра и др.

Биотические факторы связаны с совокупным влиянием одних
организмов на другие. К этой группе относятся
особенности питания тех или иных организмов
и вытекающие из этого различные формы
взаимодействия видов и особей между собой
(хищничество, конкуренция, паразитизм
и др.). Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно
сложный характер.

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Они тоже могут оказывать
и прямое, и косвенное влияние. Антропогенные факторы — это все те формы деятельности человека,
которые либо опосредованно воздействуют
на организмы, изменяя естественную (природную)
среда, а значит, и условия обитания живых
организмов, либо непосредственно влияют
на отдельные виды животных и растений.

Антропогенные факторы,
по сути дела, тоже являются биотическими,
так как своим происхождением
они обязаны человеку — существу
биологическому. Однако эти факторы стали выделять в особую
группу по причине их многообразия и специфичности. Одни и те же экологические факторы воздействуют
на различные живые организмы по-разному,
и потому степень их важности для тех или
иных видов неодинакова.

Наша планета обладает следующими четырьмя основными
средами обитания, освоенными и заселенными
организмами: водная среда; наземно-воздушная
среда, почвенная среда; наконец, сами
организмы, которые выступают в качестве
среды для других видов живых существ.
И каждая из четырех имеет специфические
особенности. У организмов, живущих в определенной
среде, вырабатывается приспособленность
к условиям именно этой среды.

Способность организмов
выдерживать изменения в определенных
пределах условий жизни называется толерантностью. Это важное свойство всего живого, позволяющее
переносить колебания условий, приспосабливаясь
к их изменениям, и позволяет организму
существовать в конкретной среде.

Любой вид, будь то животное,
растение или микроорганизм, способен
нормально обитать, питаться, размножаться только в том месте,
где его «прописала» природа за многие
тысячелетия эволюция. Иначе говоря, любой
вид приспособлен (адаптирован) к строго
определенным экологическим факторам.
Выход хотя бы одного фактора за пределы
толерантности организма приводит к его
гибели.

Для точного обозначения этого
феномена экологи стали говорить о том,
что каждый вид живых существ занимает
в природе свою, лишь ему присущую экологическую
нишу. Экологическая ниша организма — это совокупность всех экологических
факторов и ресурсов той среды, в пределах
которой может существовать данный вид
в природе.

Предлагаем ознакомиться:  Развод с общей квартирой

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Любой организм черпает 
энергию, получает необходимые вещества
для жизнедеятельности из ресурсов
среды обитания. Ресурсы могут 
расходоваться и исчерпываться.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdev

Ресурсы живых существ — это вещества, идущие на построение
их тел и дающие энергию для их жизнедеятельности. Вместе с тем, даже если основные факторы
и ресурсы определенной среды вполне благоприятны
для жизнедеятельности данного организма,
его длительному существованию могут
воспрепятствовать особи других видов
(например, хищники или паразиты).

Поэтому
биотические факторы, или биотические
взаимоотношения, тоже следует включать
в понятие ниши. В экологии принято различать два близких,
по сути, понятия: «место обитания» и «экологическая
ниша». Первое применяется для обозначения
территории, где живет данный организм,
а второе — для характеристики той роли,
которую играет этот организм в экологической
системе.

Суть экосистемы

В экосистеме каждый организм имеет свое собственное место или роль.

Рассмотрим экосистему небольшого озера. В нем, можно найти все виды живых организмов, от микроскопических до животных и растений. Они зависят от неживой природы, такой как вода, солнечный свет, воздух и даже от количества питательных веществ в воде. (Нажмите здесь, чтобы узнать подробнее о пяти основных потребностях живых организмов).

Схема экосистемы озера

Каждый раз, когда «постороннее» (живое существо(а) или внешний фактор, например, повышение температуры) вводятся в экосистему, могут произойти катастрофические последствия. Это происходит потому, что новый организм (или фактор) способен искажать естественный баланс взаимодействия и нести потенциальный вред или разрушение неродной экосистеме.

Как правило, биотические члены экосистемы, вместе с их абиотическими факторами зависят друг от друга. Это означает отсутствие одного члена или одного абиотического фактора может повлиять на всю экологическую систему.

Если нет достаточного количества света и воды, или, если почва содержит мало питательных веществ, растения могут погибнуть. Если растения погибают, животные, которые от них зависят также оказываются по угрозой. Если животные, зависящие от растений гибнут, то другие животные, зависящие от них также погибнут. Экосистема в природе работает одинаково. Все ее части должны функционировать вместе, чтобы поддерживать баланс!

К сожалению, экосистемы могут разрушиться в результате стихийных бедствий, таких как пожары, наводнения, ураганы и извержения вулканов. Человеческая деятельность также способствует разрушению многих экосистем и биомов планеты.

Общие понятия об экологии и экологических факторах

Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Структура экосистемы

Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.

Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:

  • Климатическими факторами, которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
  • Эдафическими факторами, включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.

Значение абиотических компонентов

Почвы содержат минеральные и органические вещества, а также живые организмы. Почва обеспечивает живых существ питательными веществами, влагой и средой обитания. Растительность верхней части почвенного покрова тесно с ней связана через круговорот питательных веществ.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и круговорота воды происходят между атмосферой и поверхностью Земли.

Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. Фотосинтез обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.

Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.

Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды — атмосферные осадки.

Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.

Предлагаем ознакомиться:  Доля в квартире по наследству в 2020 году: как вступить в наследство

На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:

  • Продуценты производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
  • Консументы питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и всеядные);
  • Редуценты. Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.

Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.

Основные виды экосистем

Экологические системы имеют неопределенные размеры. Они способны существовать на небольшом пространстве, например под камнем, гниющем пне дерева или в небольшом озере, а также занимать значительные территории (как весь тропический лес). С технической точки зрения, нашу планету можно назвать одной огромной экосистемой.

Схема небольшой экосистемы гниющего пня

  • Микроэкосистема — экосистема небольшого масштаба, как пруд, лужа, пень дерева и т.д.
  • Мезоэкосистема — экосистема, такая, как лес или большое озеро.
  • Биом. Очень большая экосистема или совокупность экосистем с аналогичными биотическими и абиотическими факторами, такими как целый тропический лес с миллионами животных и деревьев, и множеством различных водных объектов.

Границы экосистем не обозначены четкими линиями. Их часто разделяют географические барьеры, такие как пустыни, горы, океаны, озера и реки. Поскольку границы не являются строго установленными, экосистемы, как правило, сливаются друг с другом. Вот почему озеро может иметь множество небольших экосистем со своими собственными уникальными характеристиками. Ученые называют такое смешивание «Экотон».

Помимо вышеперечисленных видов экосистем, существует также разделение на естественные и искусственные экологические системы. Естественная экосистема создается природой (лес, озеро, степь и т.д.), а искусственная — человеком (сад, приусадебный участок, парк, поле и др.).

Уровни экосистемы

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Схема уровней экосистемы

Особь — это любое живое существо или организм. Особи не размножаются с индивидуумами из других групп. Животные, в отличие от растений, как правило, относятся к этому понятию, поскольку некоторые представители флоры могут скрещиваться с другими видами.

В приведенной выше схеме, можно заметить, что золотая рыбка взаимодействует с окружающей средой и будет размножаться исключительно с представителями своего вида.

Популяция

Популяция — группа особей данного вида, которые живут в определенной географической области в данный момент времени. (Примером может служить золотая рыбка и представители ее вида). Обратите внимание, что популяция включает особей одного вида, которые могут иметь различные генетические отличия, такие как цвет шерсти/глаз/кожи и размер тела.

Сообщество

Сообщество включает в себя всех живых организмов на определенной территории, в данный момент времени. В нем могут присутствовать популяции живых организмов разных видов. В приведенной выше схеме, обратите внимание, как золотые рыбы, лососёвые, крабы и медузы сосуществуют в определенной среде. Большое сообщество, как правило, включает в себя биоразнообразие.

Экосистема

Экосистема включает в себя сообщества живых организмов, взаимодействующих с окружающей средой. На этом уровне живые организмы зависят от других абиотических факторов, таких как камни, вода, воздух и температура.

Простыми словами, биом представляет собой совокупность экосистем, имеющих схожие характеристики с их абиотическими факторами, адаптированными к окружающей среде.

Биосфера

https://www.youtube.com/watch?v=https:tv.youtube.com

Когда мы рассматриваем различные биомы, каждый из которых переходит в другой, формируется огромное сообщество людей, животных и растений, живущих в определенных местах обитания. Биосфера является совокупностью всех экосистем, представленных на Земле.

Энергия в экосистемах. Жизнь как термодинамический процесс

Все живые существа должны питаться, чтобы получать энергию, необходимую для роста, движения и размножения. Но чем же эти живые организмы питаются? Растения получают энергию от Солнца, некоторые животные едят растения, а другие едят животных. Это соотношение кормления в экосистеме, называется пищевой цепью. Пищевые цепи, как правило, представляют последовательность того, кто кем питается в биологическом сообществе.

Общие понятия об экологии экосистемах и экологических факторах

Схема пищевой цепи

Пищевая цепь — это не одно и то же, что и пищевая (трофическая) сеть. Трофическая сеть представляет собой совокупность многих пищевых цепей и является сложной структурой.

Передача энергии

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreators

Энергия передается по пищевым цепям от одного уровня к другому. Часть энергии используется для роста, размножения, передвижения и других потребностей, и не доступна для следующего уровня.

Более короткие пищевые цепи сохраняют больше энергии, чем длинные. Израсходованная энергия поглощается окружающей средой.

About the Author: admin4ik

You might like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector