Лекция 1 ЭКОЛОГИЯ и АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Лекция 1 ЭКОЛОГИЯ и АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Экология - - наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой; наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Экология — познание экономики природы; l l одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

Уровни организации жизни l l Организм (живые существа) Виды и популяции l Сообщества или биоценозы l Экосистемы l Биосфера

l l Вид - естественная биологическая единица всех членов которой связывает воедино участие в общем генофонде. Особь - наименьшая неделимая единица биологического вида, подверженная действию факторов эволюции

l l Популяция - совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. Сообщество - вcе популяции живих организмов, занимающие определенный участок и взаимодействующие друг с другом.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ КЛАССИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ l l l Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде). Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой. Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.

Экосистема l основная функциональная единица в экологии; единый природний комплекс, образованный живими организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т. п. ) в котором живые (биотические) и косные (абиотические) компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. Английский фитоценолог А. Тенсли (1935 ). l

Биогеоценоз l однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (абиотических) компонентов и определенными динамическими взаимодействиями между ними (обменом веществ и анергии). В. Я. Сукачев (1940).

Экосистема l совокупность различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой таким образом, что вся совокупность может сохраняться неопределенно долгое время

Жизнь на Земле не существует вне организмов, популяций, сообществ и экосистем. Экосистема

Необходимые компоненты экосистем

БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ Пищевые (трофические) связи l От них зависит жизнь организмов, обеспеченность их энергией. Эти связи носят всеобщий характер, так как нет ни одного вида на Земле, который ни служил бы пищей другим или сам ни использовал бы для этих целей другие виды. l Трофические отношения образуют в сообществах сложную систему, которую называют сетью питания.

БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ Пищевые (трофические) Пищевые связи : l обеспечивают передачу вещества и энергии от одного организма к другому. l служат механизмом регуляции численности популяций.

Передача энергии по пищевой цепи капуста (первый трофический уровень) – продуцент l коза (второй трофический уровень) консумент первого порядка как растительноядное животное l волк (третий уровень) - консумент второго порядка Проследим, как расходуется в этой цепи солнечная энергия, связанная в кочане капусты. l

Передача энергии по пищевой цепи на рост идет около 10 процентов усвоенной энергии. в теле козы задержится даже менее десятой части энергии, заключенной в кочане капусты, так как часть вещества капусты не усваивается. Когда же козу съест волк, то на прирост его тела достанется не более одного процента энергии, связанной в капусте

Передача энергии по пищевой цепи передача вещества и энергии по цепям питания подчиняется так называемому "правилу десяти процентов". В каждом последующем звене цепей питания количество задерживаемой энергии уменьшается примерно в 10 раз, и уже через 4 -5 звеньев она практически полностью иссякает.

Передача энергии по пищевой цепи l На создание 1 кг массы растительноядных животных в природе затрачивается в 10 раз больше солнечной энергии, чем на 1 кг массы растений. Соответственно продукция плотоядных обходится в 100 раз дороже.

Передача энергии по пищевой цепи Правило 10 процентов можно выразить в виде пирамиды биологической продукции. Нижняя, широкая ступень пирамиды отражает скорость создания органического вещества на первом трофическом уровне, а каждая последующая ступень оказывается в 10 раз меньше предыдущей.

Пирамида продукции и поток энергии в экосистемах

l Продукция животных обходится и природе, и людям дороже, чем растительная. l Поэтому проблема голода для населения разных стран начинается прежде всего с нехватки вторичной продукции - животных белков, необходимых в рационе человека.

Условие возникновения экосистем наличие … l l запаса биогенных веществ, продуцентов - организмов, создающие эти органические вещества, т. е. биологическую продукцию. Обычно это фотосинтезирующие растения. консументов - переработчиков биологической продукции. Обычно это животные. редуцентов - разлагателей мертвых остатков растений и животных вновь до минеральных соединений. Обычно это грибы и бактерии.

Экологические факторы l l l абиотические - факторы неживой природы биотические - взаимные влияния организмов друг на друга. антропогенные - все формы воздействия на природу человека

Абиотические факторы среды имеют физико-химическую природу и определяют пределы устойчивости жизни на Земле l l l l l Температура Освещенность Влажность Давление Радиоактивное излучение Содержание кислорода Солевой состав воды и почвы Ветры Течения и т. п.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ НАКОПЛЕНИЕ Пример биологического накопления пестицида ДДТ l l l l Содержание ДДТ млн-1 Вода 0, 00005 Планктон 0, 04 Растительноядные рыбы 0, 94 Хищные рыбы 1, 33 Цапля 3, 57 Серебристая чайка 6, 0 Баклан 26, 4 К 800 18800 26600 71400 120000 528000

ОБЩИЕ ЗАКОНЫ ДЕЙСТВИЯ абиотических ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМЫ Закон оптимума. l Закон оптимума отражает реакцию видов на изменение силы действия любого фактора. Нет всецело положительных или отрицательных факторов, все зависит от их дозировки. Правило экологической индивидуальности l В природе нет двух видов с полным совпадением оптимумов и критических точек по отношению к набору факторов среды. Если виды совпадают по устойчивости к одному фактору, то обязательно разойдутся по устойчивости к другому.

ОБЩИЕ ЗАКОНЫ ДЕЙСТВИЯ абиотических ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМЫ Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора l На живые существа одновременно действует множество факторов, и к тому же большинство из них переменчиво. Но в каждый конкретный период времени можно выделить самый главный, от которого в наибольшей мере зависит их жизнь. Им оказывается тот фактор среды, который сильнее всего отклоняется от оптимума. Он и является ограничивающим жизнедеятельность организмов в данный период.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ l - наука об общих закономерностях взаимоотношения природы и общества Выделяют: геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека и др.

Б. Коммонер 4 закона экологии: l l Всё связано со всем Ничто не исчезает в никуда Природа знает лучше Ничто не даётся даром