Лекция_1_Принципы_в_действия_ЖО_и_СО

1.

«Экологические основы
природопользования»
Преподаватель:
Шмидт Наталья Сергеевна

2.

Глобальные экологические проблемы, связанные с
изменением климата, потерей биологического разнообразия,
опустыниванием и другими негативными для окружающей
среды процессами, возрастанием экологического ущерба от
стихийных бедствий и техногенных катастроф, загрязнением
атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, а
также морской среды, затрагивают интересы всей планеты.
Падение биологического
разнообразия
Опустынивание

3.

Вырубка леса
(строительство железной
дороги «Поезд майя»)
Пожары
Результат постепенного таяния
льда в результате глобального
потепления

4.

Часть ботанического сада
«Библиотека деревьев» в Италии.
Показанный комплекс носит
название «Цветы и вертикальный
лес»
Антилопы пасутся в пустыне
недалеко от Дубая. Отличный кадр,
демонстрирующий, как близко могут
находиться высокотехнологичный
город и дикая природа.

5.

Цель изучения дисциплины — формирование
экологического мышления на основе учёта требований
по сохранению и защите окружающей среды при
профессиональной деятельности.
Предметом изучения дисциплины "Экологические
основы природопользования» является взаимодействие
и взаимосвязь человека, человеческого общества со
средой своего обитания.

6.

Дисциплина
является
комплексной, поэтому в содержании
дисциплины рассматриваются как
общие, так и прикладные вопросы
экологии и природопользования.

7.

Основы начала природопользования
заложены в экологии.
Термин «экология» ввел Э. Геккель в
1866 году.

8.

Экология
—
это
наука
о
взаимоотношениях живых организмов
между собой и с окружающей их
неорганической природой, о связях в
экосистемах,
о
структуре
и
функционировании этих систем.

9.

10.

Экономика и экология тесно взаимосвязаны.
Хозяйственная деятельность, лежащая в основе
экономики, оказывает влияние на экологию, и
наоборот.

11. Базовые понятия

БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ
устойчивое
развитие
экосистема
природа

12. Принципы взаимодействия живых организмов и среды обитания

ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ И СРЕДЫ
ОБИТАНИЯ

13. 1.1 Среда обитания. Факторы среды

1.1 СРЕДА ОБИТАНИЯ. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Живые организмы всегда находятся во
взаимодействии с окружающими их природными
образованиями и явлениями.
Об
историческом
единстве
живых
организмов и их окружения еще в XIX в. писал
выдающийся русский физиолог И.М. Сеченов:
«Организм без внешней среды, поддерживающей
его существование, невозможен; поэтому в
научное определение организма должна входить
и среда, влияющая на него»

14.

Среда обитания - совокупность
природных условий и явлений, окружающих
живые организмы, с которыми эти организмы
находятся в постоянном взаимодействии.
Различают
естественную
и
искусственную (созданную человеком) среду
обитания.

15.

наземновоздушная
Среда
обитания
почвенная
организменная

16.

Экологический фактор — любой
элемент окружающей среды, способный
прямо или косвенно влиять на живой
организм, хотя бы на одном из этапов его
индивидуального развития.
Экологические факторы многообразны,
при
этом
каждый
фактор
является
совокупностью соответствующего условия
среды и его ресурса.

17.

Все
экологические
факторы
в
соответствии с совокупностью условий и
явлений можно разделить на:
абиотические
биотические
антропогенные

18.

Климатические: годовая сумма
температур, среднегодовая
температура, влажность,
давление воздуха.
Эдафические: механический
состав, воздухопроницаемость,
кислотность и химический
состав почвы.
Абиотические
факторы
Орографические: рельеф, высота
над уровнем моря, крутизна и
экспозиция склона.
Химические: газовый
состав воздуха, солевой
состав воды,
концентрация,
кислотность.
Физические: шум, магнитные
поля,
теплопроводность
и
теплоёмкость, радиоактивность,
интенсивность
солнечного
излучения.

19.

20.

21.

22.

микогенные
фитогенные
Биотические
факторы
зоогенные
микробиогенные

23.

Антропогенный
фактор
непосредственное воздействие человека на
организмы или воздействие на организмы
через изменение человеком их среды
обитания

24.

25.

Изменения факторов среды во времени могут
быть:
1) регулярно-периодическими, меняющими силу
воздействия в связи со временем суток, или сезоном
года, или ритмом приливов и отливов в океане;
2) нерегулярными, без четкой периодичности,
например, изменения погодных условий в разные
годы, явления катастрофического характера — бури,
ливни, обвалы и т.п.;
3) направленными на протяжении известных, иногда
длительных, отрезков времени, например, при
похолодании или потеплении климата, зарастании
водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же
участке и пр.

26.

Экологические факторы разделяют на две
группы: факторы-условия и факторы-ресурсы.
Условия — это свойства и компоненты среды
обитания, которые не расходуются, то есть одни
организмы не могут сделать их недоступными для
других. К числу таких факторов относятся, например,
температура, влажность воздуха, солёность воды в
водоёме. Это такие факторы, к которым организмы
вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них
обычно не могут.
Ресурсы
потребляются
и
расходуются
организмами в процессе жизнедеятельности, поэтому
живые существа могут испытывать дефицит
определённых факторов-ресурсов.
Один и тот же фактор среды может быть ресурсом
для одних и условием для других видов.

27. 1.2. Пути приспособления организмов к условиям среды

1.2. ПУТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ
Экологические факторы среды оказывают на живые
организмы различные воздействия, т.е. могут влиять как
раздражители
модификаторы
ограничители
сигналы
Процесс приспособления организмов к среде носит
название адаптации.
Под адаптациями понимаются любые изменения в
структуре и функциях организмов, повышающие их шансы на
выживание.

28. Основные механизмы адаптации:

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ:
1) биохимические — проявляются во
внутриклеточных процессах. Этот тип
адаптаций
связан
с
образованием
определенных веществ, облегчающих защиту
от врагов или нападение на другие
организмы;

29.

2)
физиологические
—
совокупность
физиологических
реакций, лежащая в основе приспособления
организма к изменению внешних условий и
направленная к сохранению относительного
постоянства его внутренней среды – гомеостаза.

30.

3) морфологические, т.е. приобретение
таких особенностей внешнего строения,
которые
обеспечивают
выживание
в
экстремальных условиях и успешную
жизнедеятельность организмов в привычных
для них условиях.

31.

4) поведенческие это выработанные в
процессе эволюции особенности поведения,
позволяющие приспособиться и выжить в
определенных условиях среды.

32.

5) онтогенетические — ускорение или
замедление
индивидуального
развития,
способствующие выживанию при изменении
условий.

33.

Процесс
адаптации
является
относительным.
Все приспособления целесообразны лишь для
определенных
условий,
в
которых
они
выработались. При изменении этих условий
адаптации могут потерять свою ценность или даже
принести вред имеющим их организмам.

34.

На основании изучения отношения
растений и животных к количеству тех или
иных
факторов
разрабатываются
экологические классификации.
Существуют классификации организмов
по отношению к температуре, влажности,
свету, засолению и др. Они основаны на
выделении групп растений и животных,
сходных по своим требованиям к количеству
того или иного фактора. Такие совокупности
организмов
называют
экологическими
группами.

35.

Несмотря
на
большое
разнообразие
экологических факторов, в характере их воздействия
на организмы и в ответных реакциях живых существ
можно выявить ряд общих закономерностей.
1 Закон оптимума (от лат. «оптимум», что
означает «наилучшее») – любой экологический
фактор имеет определенные пределы положительного
влияния на живые организмы. Этот закон отражает
силу воздействия фактора. Есть определенные
границы действия каждого фактора, в пределах
которых жизнеспособность организмов возрастает, –
это и есть зона оптимума.

36.

37.

2 Неоднозначность действия фактора на
разные функции. Закон, согласно которому каждый
экологический фактор неодинаково влияет на разные
функции организма: оптимум для одних процессов
может являться пессимумом для других.
3 Разнообразие индивидуальных реакций на
факторы среды. Степень выносливости, критические
точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных
индивидуумов не совпадают. Эта изменчивость
определяется как наследственными качествами
особей,
так
и
половыми,
возрастными
и
физиологическими различиями.

38.

4
Относительная
независимость
приспособления организмов к разным
факторам. Степень выносливости к какомунибудь фактору не означает соответствующей
экологической валентности вида по отношению
к остальным факторам.
5 Несовпадение экологических спектров
отдельных видов. Каждый вид специфичен по
своим экологическим возможностям. Даже у
близких по способам адаптации к среде видов
существуют различия в отношении к каким-либо
отдельным факторам.

39.

6 Взаимодействие факторов. Оптимальная
зона и пределы выносливости организмов по
отношению к какому-либо фактору среды могут
смещаться в зависимости от того, с какой силой и в
каком сочетании действуют одновременно другие
факторы.
7 Закон незаменимости фактора. Вместе с тем
взаимная компенсация действия факторов среды
имеет определенные пределы, и полностью заменить
один из них другим нельзя. Полное отсутствие воды
или хотя бы одного из основных элементов
минерального питания делает жизнь растения
невозможной, несмотря на самые благоприятные
сочетания других условий.

40.

8
Закон
ограничивающего
(лимитирующего)
фактора
(закон
минимума Либиха). Недостаток любого
абиотического фактора может повлечь за
собой ограничение или остановку роста
популяции видов в экосистеме, даже если все
другие факторы близки к оптимальному
диапазону толерантности для этих видов
живых организмов.

41. «Бочка Либиха»

«БОЧКА ЛИБИХА»

42. 1.3.Биосфера

Ключевым объектом изучения экологии и
природопользования является биосфера.
Биосфера – оболочка Земли, заселённая
живыми организмами, находящаяся под их
воздействием и занятая продуктами их
жизнедеятельности.

43.

Создателем
современного учения о
биосфере является выдающийся ученый
академик В.И. Вернадский.
С развитием цивилизации, согласно
концепции В.И. Вернадского, возникает новая
оболочка Земли – ноосфера – сфера
человеческой деятельности, человеческого
разума.
Ноосфера – новое состояние биосферы,
при котором разумная деятельность человека
становится
главным,
определяющим
фактором его развития.

44.

Термин «биосфера» предложил австрийский геолог и
палеонтолог Эдуард Зюсс в 1875 г. «одна из оболочек Земли
– пространство, в котором есть жизнь».
Биосфера представляет собой совокупность всех
живых организмов. В ней обитает более 3 млн. растений,
животных, грибов, бактерий. Человек также является
частью биосферы.

45.

Однако основная жизнь в биосфере
сконцентрирована во всей гидросфере, верхней
части литосферы и нижней части атмосферы.

46. Границы биосферы

ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ
Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км.
Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км.
Граница между атмосферой и литосферой
в гидросфере: 10-11 км.

47.

Устойчивость биосферы поддерживается
благодаря круговороту веществ и энергии.
В природе при помощи солнечной
энергии
происходят
большой
(геологический) и малый (биотический)
круговороты веществ в природе.
Круговорот
веществ
–
это
многократное участие веществ в процессах,
протекающих в атмосфере, гидросфере и
литосфере, в том числе и тех их слоях,
которые входят в биосферу планеты.

48.

БОЛЬШОЙ
(геологический)
круговорот
протекает от нескольких тысяч до нескольких
миллионов лет, обусловлен взаимодействием солнечной
энергии и глубиной энергией Земли. Осуществляет
перераспределение вещества между биосферой и более
глубокими горизонтами земли.

49.

МАЛЫЙ (биотический) круговорот – часть
большого, происходит на уровне биоценоза
заключается в том, что питательные вещества почвы
воды и углерод усваивается растениями с
образованием органического вещества, которые
поставляются в трофическую цепь, продукты
распада
всех
уровней
перерабатывается
редуцентами – вновь до минеральных компонентов.

50.

Структура
биосферы
Биогенное
вещество
Живое вещество
Косное вещество
Вещество,
находящееся в
радиоактивном
распаде
Биокосное
вещество
Вещества
космического
происхождения
Рассеяные атомы

51. Функционал живого вещества

ФУНКЦИОНАЛ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
1. Энергетическая функция
2. Газовая функция
3. Окислительно-восстановительная
функция
4. Концентрационная функция
5. Рассеивающая функция
6. Деструктивная функция
7. Транспортная функция
8. Средообразующая функция
9. Средорегулирующая функция
10. Информационная функция

52.

Структура и функции биосферы
достаточно сложны. Но ни одна из
составляющих биосферы оболочек не
может развиваться изолированно от
других. Любое качественное изменение
одной из них адекватно сказывается на
другой.
Всеобщий
закон
сбалансированности биосферы является
основным принципом направленности в
развитии
всего
органического
и
неорганического мира.