Введение в экологию

1. Введение в экологию

Эрнст Геккель
Термин введен в 1866г. и
образован от греческого слова
«ойкос» - дом, жилище и
«логос»- изучаю
1

2.

Экология – наука о
взаимодействии живых
организмов друг с другом и с
окружающей средой
2

3.

Цель:
Выявление, описание и понимание всех тех
закономерностей, которые отражают характер
взаимосвязи организмов друг с другом с
окружающей средой
Использование знаний для оптимизации
экосистем
Задачи :
Разработка способов, методов и приемов
использования добытых знаний, выявленных
закономерностей для сохранения стабильности
экосистем, оптимизации их работы, для
повышения качества среды человека
3

4. Уровни организации живой материи

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Генный, или молекулярный уровень.
Клеточный уровень
Тканевый уровень
Органный
Организменный
Популяционно-видовой
Экосистемный, биогеоценотический
Биосферный
4

5. Классификации структуры общей экологии

По размерам объектов изучения (экосистемные
исследования) в общей экологии всеми
исследователями выделяются:
• аутэкология (особи, организм и их среда),
• демэкология, или популяционная экология
(популяция и ее среда),
• синэкология (биоценоз, экосистема и их
среда),
• географическая (крупные геосистемы,
географические процессы с участием живых
систем их среды),
• глобальная экология (биосфера)
5

6. Биоэкология

экология
экология
экология
экология
микроорганизмов
грибов
растений
животных
6

7. Экосистемы и земные сферы

лесная экология
экология степей
экология пустынь
экология тундр
экология почв
экология атмосферы
экология гидросферы
экология литосферы
космическая экология
экология гор
экология островов
экология океанов и др.
7

8. Человек и природа

инженерная экология
химическая экология
промысловая экология
сельскохозяйственная экология
экология города
экология и медицина
экология и культура
экология и право
экология и политика
экологическое образование и др.
8

9. Законы Экологии Коммонера

Все связано со всем.
2. Все должно куда-то
деваться.
3. Природа "знает" лучше.
4. Ничто не дается даром.
1.
9

10. Методологические подходы

Системный подход
Система – совокупность частей,
целостность которой определяется
взаимодействием между этими
частями
10

11. Свойства систем

1.
Эмерджентность
2.
Принцип необходимого
разнообразия элементов
3.
Устойчивость
4.
Принцип эволюции
5.
Закон оптимальности
11

12. Свойства живых систем

1.
Системность
2.
Эмерджентность
3.
Избирательная открытость
4.
Саморегуляция
5.
Комплементарность подсистем
12

13. Методы исследований

Полевые методы
Экспериментальные методы
Лабораторные методы.
Математические методы
Методы других наук
13

14. Модели

Аналоговые
Знаковые:
Концептуальные
Математические
14

15. Экологические факторы

АБИОТИЧЕСКИЕ
БИОТИЧЕСКИЕ
Физические климатические –
Влияние растений друг на друга
влага,
свет,
температура,
ветер,
и на другие организмы в биоценозе
давление, течения, продолжительность
(прямо или опосредованно)
суток
Физические
эдафические
–
Влияние
влагоемкость,
теплообеспеченность
друга и на
механический состав и проницаемость
биоценозе
почвы
животных друг на
другие организмы в
Химические - состав воздуха,
содержание
в
почве
или
воде
Антропогенные факторы – все
элементов питания, соленость воздуха виды человеческой деятельности
и воды, реакция рН
15

16. Общие закономерности совместного действия факторов на организмы

Понятие об оптимуме
16

17.  Понятие о толерантности

Понятие о толерантности
17

18. Закон Либиха, или «закон минимума», или закон ограничивающего фактора

минимум
18

19. Основные экологические понятия: экосистема, экологическая ниша, экотон

19

20. Экосистема

– это совокупность организмов
разных видов, обитающих на
одной территории и
обладающих круговоротом
веществ, потоком энергии и
информации
-ввел термин в 1935г.
английский эколог А. Тенсли
20

21.

21

22. Масштабы экосистем

22

23. Учение о биогеоценозах

-
Автор академик В.Н. Сукачев
(1942)
-
биогеоценоз понятие
территориальное, т.е. его
относят к участкам суши,
которые заняты определенными
растительными сообществами –
фитоценозами
23

24. Трофическая структура экосистемы

Тип питания
автотрофы
фототрофы
хищники
гетеротрофы
хемотрофы
сапрофаги
фитофаги
и другие
24

25. Трофические уровни экосистемы

ре
ду
центы
консументы
продуценты
25

26. Продуценты

(производители первичной
продукции) – организмыавтотрофы (фото и хемотрофы)
сами продуцирующие
органическое вещество
26

27. Консументы

– организмы, питающиеся
органическим веществом
(все животные, паразитические и
насекомоядные растения).
27

28. Редуценты

– организмы, главным образом
бактерии и грибы, в ходе своей
жизнедеятельности
превращающие органические
остатки в неорганическое
вещество
28

29. Пищевая цепь

– ряд организмов, через который
передается энергия
29

30.

2 типа трофических цепей
1. пастбищная цепь:
зеленое растение → растительноядное
животное → хищник
2. детритная цепь:
мертвое органическое вещество
(детрит)
а) → микроорганизмы (бактерии,
грибы)
б) →детритофаги (дождевые черви,
личинки насекомых) → хищники
детритофагов
30

31. Трофические (пищевые) сети

Р
и
с
у
н
о
к
1
2
.
1
.
2
.
2
.
П
р
и
м
е
р
п
и
щ
е
в
о
й
с
е
т
и
.
31

32. ЭНЕРГЕТИКА ЭКОСИСТЕМ

32

33. Энергия

– общая количественная мера
движения и взаимодействия всех
видов материи, благодаря чему
все явления природы связаны
воедино.
- Изменение энергии в системе
происходит при совершении
работы.
33

34. 1 закон термодинамики

– закон сохранения энергии –
гласит, что энергия в природе не
возникает из ничего и не
исчезает, она только переходит из
одной формы в другую.
34

35. 2 закон термодинамики

– процессы могут происходить
самопроизвольно только при
условии, что энергия переходит из
концентрированной в рассеянную
35

36. Закон Линдемана = правило 10%.

с одного трофического
уровня на следующий
переходит не более 10%
накопленной энергии
закон сформулировал в 1942 году
Р. Линдеман
36

37. Пирамида энергий (Дж/м2*год)

10
редуценты
100
консументы
1000
продуценты
10%
10%
37

38. Пирамида чисел(численность особей на ед. площади)

Пирамида чисел
(численность особей на ед. площади)
10
200
500
65 000
1 000 000
38

39. Пирамида биомасс (сухой вес биомассы г/м2)

30
2 000
40 000
15 000
1 000
39

40. Продуктивность экосистем

биологическая продукция- это
скорость создания органического
вещества в экосистемах
биомасса – это масса тел живых
организмов
40

41.

Продукция
Первичная
Чистая (ЧПП)
ПП = ВПП - R
Валовая (ВПП)
Вторичная
Чистая (ЧВП)
ЧВП = ВВП - R
Валовая (ВВП)
41

42. ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ

с
у
н
о
к
1
2
.
1
.
2
.
1
.
П
о
т
о
к
э
н
е
р
г
и
и
ч
е
р
е
з
т
и
п
и
ч
н
у
ю
п
и
щ
е
в
у
ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ
42

43. ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ

43

44.

ДИНАМИКА
ЭКОСИСТЕМ
Циклические
изменения
Поступательные
изменения
суточные
сезонные
многолетние
44

45. Поступательные изменения

Сукцессия- Закономерный
направленный процесс изменения
сообществ в результате
взаимодействия живых
организмов между собой и
окружающей их абиотической
средой
45

46. В зависимости от причины:

Экзогенетическими возникают в
результате внешних по
отношению сообществу процессов
Эндогенетические смены
возникают в результате
процессов, происходящих внутри
самого сообщества.
46

47. сукцессионная серия

Последовательный ряд постепенно
и закономерно сменяющих друг
друга сообществ
47

48. По общему характеру различают

Первичные сукцессии
начинаются на субстрате,
лишенном жизни — на скалах,
обрывах, сыпучих песках и т.п.
Вторичные сукцессии
представляют собой
восстановительные смены. Они
начинаются в том случае если в
уже сложившихся сообществах
нарушены установившиеся
взаимосвязи организмов.
48

49. Теория сукцессии Ф. Клементс

Процесс сукцессии состоит из нескольких
этапов:
1) возникновения незанятого жизнью участка,
2) миграции на него различных организмов или
их зачатков,
3) приживания их на данном участке,
4) конкуренции их между собой и вытеснения
отдельных видов,
5) преобразования живыми организмами
местообитания с постепенной стабилизации
условий и отношений.
49

50.

Климакс (греч. лестница) –
стабильное состояние развития
экосистемы в условиях данной
среды. Климаксовые экосистемы
способны к длительному
самоподдерживанию.
50

51. Экотон - переходная зона от одного биогеоценоза к другому

51

52. Особенности экотонов:

1.
2.
3.
4.
могут иметь значительную
линейную протяженность
отличаются температурным
режимом, влажностью,
освещенностью
более богаты жизнью, чем
смежные сообщества
число видов и их плотность
выше, чем в соседних
сообществах.
52

53. ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НИШЕ

Экологическая ниша – это
совокупность всех требований
организма к условиям
существования, включая
занимаемое им пространство,
функциональную роль в
сообществе и его устойчивость по
отношению к факторам среды
53

54.

54

55. 2 характеристики экологической ниши

Функциональная – это роль и
значение вида в данном
сообществе (профессия вида)
Пространственная – территория,
которую занимает вид,
местообитание (адрес вида)
55

56. Экологическая ниша

фундаментальная ниша – это,
ниша которую может занять вид в
оптимальных условиях
абиотической и биотической
среды
реализованная ниша – которая
составляет лишь часть
фундаментальной ниши
56

57. Принцип конкурентного исключения Гаузе

два вида не могут
занимать одну и ту
же экологическую
нишу.
57

58. Разделение экологических ниш

1.
2.
3.
Пространственное размещение
Пищевой рацион
Распределение активности во
времени
58