Экология. Часть 2

1. Экология

Кафедра высшей математики и естественнонаучных дисциплин
Экология
Майшанова Маргарита Ивановна
к.б.н., доцент

2.

Тема 3.
Экосистемы
2

3.

Учебные вопросы
1.Законы организации экосистем.
Законы биологической продуктивности.
2.Агроценозы и агроэкосистемы.
3.Сукцессии.
4.Биологическое разнообразие.
5.Биосфера и ноосфера.
3

4.

4. Биологическое
разнообразие.
4

5.

Биологическое разнообразие (биоразнообразие) —
это разнообразие всего живого на Земле — от генов
до экосистем. В его основе лежит видовое
разнообразие. Оно включает миллионы видов
животных, растений, микроорганизмов, живущих на
нашей планете. Однако биоразнообразие охватывает
и всю совокупность природных экосистем, которые
слагаются этими видами. Таким образом, под
биоразнообразием следует понимать разнообразие
организмов и их природных сочетаний. На основе
биоразнообразия
создается
структурная
и
функциональная
организация
биосферы
и
составляющих ее экосистем, которая определяет их
стабильность и устойчивость к внешним воздействиям
5

6.

Существует три основных типа
биоразнообразия:
1.генетическое, отражающее внутривидовое
разнообразие и обусловленное изменчивостью
особей;
2.видовое, отражающее разнообразие живых
организмов (растений, животных, грибов и
микроорганизмов);
3.разнообразие экосистем, охватывающее
различия между типами экосистем, средами
обитания и экологическими процессами.
Разнообразие экосистем отмечается не только по
структурным и функциональным составляющим, но
и по масштабу — от биоценоза до биосферы.
6

7.

7

8.

8

9.

9

10.

10

11.

11

12.

12

13.

13

14.

14

15.

15

16.

16

17.

17

18.

18

19.

19

20.

20

21.

21

22.

22

23.

23

24.

24

25.

25

26.

Значение сохранения биологического разнообразия
Биологическое разнообразие является главным источником
удовлетворения многих потребностей человека и служит основой
его приспособления к изменяющимся условиям окружающей
среды.
Практическая ценность биоразнообразия - это неиссякаемый
источник биологических ресурсов. Это прежде всего продукты
питания, лекарства, источники сырья для одежды, производства
строительных материалов и т.д. Биоразнообразие имеет огромное
значение для организации отдыха человека.
О полезных свойствах большинства организмов мы знаем очень
немного. В активе человечества, например, всего около 150 видов
культурных растений, которые находят широкое применение, а из
265 тыс. видов всех растительных организмов только 5 тыс. когдалибо возделывались человеком. В еще меньшей степени
учитывается разнообразие микроорганизмов и грибов.
26

27.

6. Биосфера и ноосфера
27

28.

28

29.

Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми
организмами. Включает нижнюю часть атмосферы,
гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Основоположником учения о биосфере является В.И.
Вернадский.
Он подчеркивал, что биосфера — результат
сложнейшего механизма геологического и
биологического развития и взаимодействия косного и
биогенного вещества. Живое вещество биосферы —
совокупность всех ее живых организмов. Высшую стадию
развития биосферы Вернадский назвал ноосферой,
когда разумная деятельность человека является
определяющим фактором развития жизни. Основа
стабильности биосферы -биологическое разнообразие
всего живого на Земле — от генов до экосистем.
29

30.

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку
жизни, населенную организмами, которые в совокупности составляют
живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли —
область системного взаимодействия живого и косного вещества.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового
экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и
всю гидросферу до глубинных слоев океана .
Ограничивают область распространения жизни слишком высокие или
низкие температуры. Нижнюю границу биосферы на материках условно
проводят по изотерме 100 °С. При более высокой температуре
большинство бактерий существовать не может. В Европе эта изотерма
находится на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах она
поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере
прослеживается до глубины 3-4 км.
Предел протяженности биосферы — 39-40 км. Однако жизнь в
биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах,
охватывающих всего несколько десятков метров. По сравнению с
диаметром Земли (13 000 км) биосфера — это тонкая пленка на ее
поверхности.
30

31.

31

32.

Биосферу населяют около 2-2,5 млн видов живых
существ.
Особое место отводится растениям — производителям
органического вещества. Их общий сухой вес (вес
фитомассы) оценивается примерно в 2,42 х 1012т. Это
составляет 99 % всего живого вещества на планете.
Оставшийся 1 % приходится на гетеротрофные
организмы.
32

33.

33

34.

34

35.

35

36.

Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из
нескольких разнородных компонентов.
Главный и основной — это живое вещество, совокупность всех живых
организмов, населяющих Землю.
В процессе жизнедеятельности живые организмы взаимодействуют с
неживым (абиогенным) - косным веществом. Такое вещество
образуется в результате процессов, в которых живые организмы не
принимают участия, например, изверженные горные породы.
Следующий компонент - биогенное вещество, создаваемое и
перерабатываемое живыми организмами (газы атмосферы, каменный
уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный
гумус и т.д.).
Еще одно составляющее биосферы - биокосное вещество —
результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва,
кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и
косных (абиогенных) процессов.
36

37.

Занимаясь созданной им наукой биохимией, изучающей распределение
химических элементов по поверхности планеты, В.И. Вернадский пришел к
выводу, что нет практически ни одного элемента из таблицы Менделеева,
который не включался бы в живое вещество. Он сформулировал три важных
биогеохимических принципа:
•Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится
к своему максимальному проявлению. Этот принцип в наши человеком
дни нарушен.
•Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию
устойчивых в биосфере форм жизни, происходит в направлении,
усиливающем биогенную миграцию атомов.
•Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с
окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле
космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых
принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут
превратиться в разрушающие ее факторы.
Перечисленные геохимические принципы соотносятся со следующими
важными выводами В.И. Вернадского: каждый организм может существовать
только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой
природой; жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на
37
нашей планете.

38.

Ноосфера
Ноосфера (от греч. noos — разум) — это биосфера,
разумно управляемая человеком.
Ноосфера является высшей стадией развития биосферы,
связанной с возникновением и становлением в ней
цивилизованного общества, с периодом, когда разумная
деятельность человека становится главным фактором
развития на Земле.
Ноосфера, по мнению Вернадского, - это новая
геологическая оболочка Земли, создаваемая на научных
основаниях.
Термин и понятие «ноосфера» были введены в науку французскими
учеными — математиком Э. Леруа, философом П. Тейяром де
Шарденом и В.И. Вернадским.
38

39.

Оценивая роль человеческого разума и научной мысли как планетарного
явления В.И. Вернадский пришел к следующим выводам:
1. Ход научного творчества является той силой, которой человек меняет
биосферу, в которой он живет.
2. Это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление,
сопутствующее росту научной мысли.
3. Это изменение биосферы происходит независимо от человеческой
воли, стихийно, как природный естественный процесс.
4. А так как среда жизни есть организованная оболочка планеты биосфера, то вхождение в ходе ее геологически длительного
существования нового фактора ее изменения - научной работы
человечества - есть природный процесс перехода биосферы в новую
фазу, в новое состояние - в ноосферу.
5. В переживаемый нами исторический момент мы видим это более
ясно, чем могли видеть раньше. Здесь вскрывается перед нами «закон
природы». Новые науки - геохимия и биохимия - дают возможность
выразить некоторые важные черты процесса математически.
39

40.

Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды Вернадского
позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан
ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы.
Перечислим эти условия:
1. Заселение человеком всей планеты.
2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.
3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.
4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими
процессами, протекающими в биосфере.
5. Расширение границ биосферы и выход в космос.
6. Открытие новых источников энергии.
7. Равенство людей всех рас и религий.
8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней
политики.
9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских
и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных
для свободной научной мысли.
10.Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся.
Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и
чрезвычайно ослабить болезни.
11.Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной
удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно
возрастающего населения.
40
12.Исключение войн из жизни общества.

41.

41

42.

42