Общая экология

Эрнстом Геккелем в 1866 году (oicos - дом, местообитание).

Чаще всего экологии, как науке в широком понимании, дают следующее определение:
“Экология - это наука, изучающая взаимоотношения живых организмов, включая человека, между собой и с окружающей средой.”

Наука
1. Гены

Генетика
2.Клетки Цитология
3.Ткани Гистология
4. Органы Физиология
5.Организмы Аутэкология
6.Популяции Демэкология
7.Сообщества и Синэкология
экосистемы
8.Биосфера Наука о биосфере

наиболее характерных этапа:
1.Античный период - 1V век до н.э.

- 1 век новой эры Аристотель, Теофраст Эрезийский, Плиний Старший)).

2.Эпоха возрождения - ХV1-ХV11 века (Роберт Бойль).

3.Эпоха развития биоэкологии и теории эволюции жизни - ХV111-Х1Х века (Ж.Бюффон, К.Линней, Ж.Б.Ламарк,Ж.Кювье, А. Гумбольдт,К.Рулье, Ю.Либих, Ч.Дарвин, Э.Геккель, в России – С.Крашенинников, С.Лепехин, П.Паллас, позднее – К.Тимирязев, В.Докучаев, В.Сукачёв, Г.Морозов, создатель теории биосферы и ноосферы академик В.И.Вернадский и др.).

4.Современная эпоха антропогенного экологического кризиса- ХХ век (Ю.Одум, Р.Дажо, Н.Реймерс, А.Яблоков и др.).

факторами, которые подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы -

это свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы (физические, химические, климатические и т.п.).
Биотические факторы - это формы воздействия живых существ друг на друга.
Антропогенные факторы - это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы, как среды обитания живых организмов, либо влияют непосредственно на живые организмы: на их численность, распределение, поведение, образ жизни, способность к воспроизводству, генофонд и т.п.

уровням организации био- и экосистем (аутэкология, демэкология, синэкология).
2.По группам живых

организмов (экология животных; растений; грибов; микроорганизмов).
3.По основным геосферам (экология гидросферы, литосферы, почв, атмосферы, глобальная экология);
4.По основным местообитаниям, или биотопам (экология тундр и арктических пустынь, лесов, степей, пустынь, гор, островов, ландшафтная экология);
5.По отношению к человеку и его деятельности.

их внешней средой, воздействие на них различных экологических факторов.
Законы

аутэкологии.
Закон лимитирующих факторов (по Ю.Либиху).
Закон гласит: “В природе всегда есть фактор, который лимитирует возможность жизни того или иного организма внутри того или иного биотопа» (например, содержание бора в почве лимитирует урожай зерновых, а содержание фосфатов в морской воде - развитие планктона).

толерантности (выносливости) видов по Шелфорду.
У каждого вида живых

организмов существуют существуют пределы выносливости по отношению к каждому фактору внешней среды, между которыми располагается его экологический оптимум. За этими пределами (верхним и нижним значением какого-либо фактора среды) вид существовать не может

не взаимодействуют. Тип отношений обозначается знаком 0/0.
2.Подавляющая

конкуренция. Одна из популяций активно подавляет другую. Обозначение: -/-.
3.Косвенная конкуренция. Пример: борьба за общий дефицитный трофический ресурс, взаимное подавление. Обозначение: -/-.
4.Аменсализм. Подавление одной популяции другой без обратной подавляющей реакции. Обозначение: -/+.
5.Паразитизм. Организмы какого-либо вида гидробионтов паразитируют на организмах другого вида гидробионтов, часто таксономически весьма далёкого.

хищника зависит от численности популяции жертвы и наоборот. Обозначение :

+/-.
7.Комменсализм. Одна из двух взаимодействующих популяций извлекает пользу из взаимодействия, а для второй это безразлично. Обозначение: +/0.
8.Протокооперация.Обе популяции при взаимодействии извлекают из него пользу, но эти отношения не обязательны для их выживания. Обозначение: +/+.
9.Мутуализм. Взаимодействие популяций взаимовыгодно и необходимо для каждой из них для выживания. Обозначение: +/+.

существуют только в составе популяций.
Под популяцией понимается

совокупность особей одного вида, длительно занимающая определённое пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.
Популяция - это элементарная единица эволюционного процесса (по Ч. Дарвину). Явления наследственности, изменчивости и отбора проявляются именно на уровне популяции. Именно популяции делают любой вид живых организмов пластичным, приспособленным к различным условиям существования, даже потенциально бессмертным.

биосферу Земли в целом)
Совокупность всех живых организмов нашей планеты занимает

пространство, именуемое биосферой.
Изучать биосферу, как единый комплекс, чрезвычайно сложно, поэтому принять разделять её на более или менее цельные иерархически связанные звенья (сообщества популяций, биоценозы, биогеоценозы, экосистемы). Рассмотрим свойства этих важных звеньев биосферы.

определённой целостностью ,географическим положением и структурно-функциональными связями.
В каждой экосистеме

устанавливается баланс процессов синтеза и распада органических веществ, который под воздействием меняющихся внешних факторов, который может быть нарушен вследствие природной катастрофы или негативного воздействия антропогенных факторов.

умеренного пояса, степи умеренной зоны, саванны ,пустыни, влажные тропические леса

(джунгли, сельва и т.п.), горные экосистемы.
Среди морских экосистем выделяют неритические (прибрежные), эстуарные, океанические эпипелагические (приповерхностные) и глубоководные экосистемы.
Наконец, пресноводные экосистемы - это лентические, лотические и заболоченные участки.

является чётко периодической.
Однако в процессе эволюции, а иногда и

в течение небольших временных интервалов, когда биоценоз только начал своё развитие, например, в молодом лесу, новом водоёме или в результате пожара или человеческой деятельности, биоценозы претерпевают в природных условиях непериодические целенаправленные изменения.
Эти непериодические изменения называют экологической сукцессией.

(доминанты).
Их семена легко разносятся ветром. Они постепенно создают условия, благоприятные

для ели (после смыкания крон берёз, через 30-50 дет). Формируется смешанный лес.

Еловый лес формируется на пожарище только через 80-120 лет

После вырастания елей берёзы, ольха и осины больше не растут, они попадают в тень елей

Захватчики - хвойные

которого одни виды, обитающие в данной местности, так изменяют условия

в ней, что она становится менее благоприятной для этих видов и более подходящей для других. Это продолжается до тех пор, пока здесь не установится климаксовое сообщество, которое рассматривается как завершающий этап сукцессионного ряда.

Пожарище

Семена берёзы, ольхи, разносимые ветром

Лиственный лес

Смешанный лес

Ельник

30

50

120 лет

пионеры

захватчики

лет

Климаксовая стадия

сукцессия

Сукцессионный ряд

сукцессии изменяется, одни виды замещаются другими (пример: берёза –ольха –осина

-ель).
2. Биомасса органического вещества увеличивается по ходу сукцессии и происходит это вследствие накопления в биотопе разлагающейся в результате жизнедеятельности органики.
3.Видовое разнообразие имеет тенденцию увеличиваться по ходу сукцессии, вследствие того, что по мере роста биомассы растёт число экологических ниш (например, в лесу биомасса растёт за счёт лесной подстилки, гумуса, коры, сухостоя и т.п.). Наиболее интенсивно растёт биомасса гетеротрофов.
4. Продуктивность сообщества на разных стадиях сукцессии различна, постепенно она возрастает до определённого максимума, ограниченного ёмкостью среды.
Сначала органического материала создаётся больше, чем необходимо для жизнедеятельности сообщества, поэтому наблюдается интенсивный рост биомассы. Но затем, по мере роста расходов на дыхание, рост биомассы замедляется и эти процессы уравновешиваются.

(большая часть медленно движущихся веществ, слабо связанных с организмами;
2-обменный фонд

(меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением).
Биогеохимические круговороты бывают двух основных типов:
1) круговороты газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере,
2) осадочные циклы с резервным фондом в земной коре.

улов рыб
планктон и рыбы





резервный фонд- фосфоросодержащие отложения

Круговорот углерода
Суша
Океан
СО2
Атмосфера
Фотосинтез



Частичный возврат СО2 в атмосферу

при дыхании и разложении органики

Живые организмы

Питание органикой

Разложение органики , частичный уход в почву и выделение СО2 в атмосферу при «почвенном дыхании»

Отложение известняков на дне океана и затем их вымывание

Замедление круговорота из-за недостатка кислорода-Неразложившаяся органика накапливается в виде торфа, нефти, газа

лет баланс в круговороте углерода под влиянием человека серьёзно нарушился:

содержание углекислого газа в атмосфере возросла на 13%.
Главная причина - сжигание огромного количества горючих углеродосодержащих ископаемых (нефти, газа, угля и др.),в которых углерод накапливался в течение миллионов лет.

ней новых физических, химических или биологических агентов, или свойств, либо

превышение норм их содержания, приводящее к негативным для человека и биосферы последствиям. Загрязнение может быть п р и р о д н ы м (извержение вулкана, землетрясение и поступление веществ через земную кору и др.) и а н т р о п о г е н н ы м , происходящим вследствие деятельности людей.
4 вида загрязнения - (химическое, или ингредиентное, физическое, или параметрическое, например, радиоактивное, акустическое, электромагнитное, биоценотическое, или биологическое, и механическое, или стациально-деструкционное).

в 1957-2025 гг

катастрофы (%)

У-12%

У-12%,
3,4 кв.км.
Р-29%,
8,1 тыс.кв.км
Б-59%,
16,5 тыс.кв.км.

для ядерного оружия (Арзамас-16,Челябинск-40,Красноярск-45,Томск-7 и др.).
2.Действующие 11 АЭС, дающие всего

около 12% от потребляемой в России электроэнергии (всего на территории России действует 31 энергетический реактор и 6 реакторов продолжают строиться).
3.Атомные ледоколы (их 7).
4.Полигоны для захоронения радиоактивных отходов (их 15),отходы поступают не только из России, но и из других стран, где построено по нашей технологии.
5.НИИ и лаборатории, использующие расщепляющийся материал.
6. Полигоны для ядерных испытаний .Первые испытания ядерного оружия проводились в северном Прикаспии, затем был избран новый полигон - на Новой Земле, в 280 км от Амдермы,440 км от Нарьян-Мара, 560 км от Воркуты,900 км от Мурманска и 1000 км от Архангельска. На новоземельском полигоне проводились воздушные, наземные, подводные, а затем и подземные испытания.
7.Ядерные аварии.

ядерного оружия.
1890 г- открытие явления радиоактивности учёными Беккерелем и П.Кюри

. 1910 г- доклад В.И.Вернадского на общем собрании АН России о возможности управления энергией атомного распада. 1922 г- В.И.Вернадский впервые высказывает мнение о возможности использования атомной энергии, либо как источника энергии, либо для самоуничтожения. 1942 г- разработка направленного против СССР “Манхеттенского проекта” создания атомной бомбы, к участию в котором приглашены лучшие 16.07.45 г- первый взрыв атомной бомбы на американском испытательном полигоне Аламогордо. 6.09.45 г - первое военное применение атомной бомбы в Нагасаки (Япония). 9.09.45 г- -атомная бомбардировка г. Хиросима (Япония). После этих атомных взрывов в Японии сразу погибло около 100 тыс. человек, сейчас общее количество жертв оценивается в 250 тыс.человек. Американцами рассматриваются планы атомных бомбардировок Москвы, Ленинграда, Свердловска и др. городов СССР. 1952 г - первое испытание водородной бомбы США на атолле Элугелаб в Тихом океане. Остров стёрт с лица Земли.1.03.1954 г- взрыв водородной бомбы на атолле Бикини в Тихом океане.После взрыва радиоактивные вещества выпали на площади в 7 тыс.кв.миль морской поверхности. Пострадали экипажи 856 судов,особенно23 японских рыбака с рыболовного судна “Фукуру мару”.1955 г - опубликован манифест выдающихся учёных - Альберта Эйнштейна и Бертрана Рассела ,против атомной войны. 1946-1958 гг - 66 атомных и водородных взрывов на островах Микронезии (США) и испытания ядерных бомб в штате Невада (США). После одного из испытаний утечка радиоактивности зарегистрирована в Мексике. 1958 г - взрыв термоядерного устройства на острове Рунит (США) в Микронезии (Тихий океан). после 1958 г -атомные проекты начали осуществлять Франция, Китай, Израиль, Пакистан, ЮАР и др.Конец 50-х гг- СССР создаёт полигоны для испытаний атомного оружия на Новой Земле и в Семипалатинске. 1963 г- подписан Московский договор “О запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой”.Наблюдается уменьшение выпадения радиоактивных осадков. 70-е годы - Китай создаёт полигоны для испытаний атомного оружия в Синцзян-Уйгурском автономном округе, недалеко от нашей границы. с 1975 г - Франция проводит испытания ядерного оружия на атолле Моруруа в южной части Тихого океана. 1996 г -Франция проводит очередное, последнее испытание ядерной бомбы на атолле Муруроа, а Китай проводит очередное испытание ядерного оружия на своём полигоне.

летальная доза, рентген

Растения 1-150 тыс.

Мыши 600-1500
Амёбы 100 тыс Крысы 700-900
Улитки 20 тыс. Обезьяны 250-600
Змеи 20 тыс. Человек 400
Насекомые 1-10 тыс . Морские свинки 400
Рыбы, птицы 0,8 - 2 тыс. Собаки, козы 250-400
Овцы 200

гиперзвук
Уровень шума, дб. Примеры
1) до 20 дб Зимний лес в

безветренную погоду. Шёпот на расстоянии 1 м.
2) 20-50 дб Сельская местность летом. Читальный зал.
3) 50-80 дб Салон автомобиля.
4)80-105 дб Отбойный молоток. Тяжёлый грузовик.
5)105-130 дб Шум города. Оркестр поп-музыки.
6)130-155 дб Старт космической ракеты. Взлет реактивного самолёта, расст. 25 м.
7)160-180 дб Выстрел из винтовки, орудия.
По числу колебаний (герц/сек) различают:
инфразвук .............. 10-1 -101,6
слышимый звук ...... 101.6-104.5
ультразвук............... 104.5-109
гиперзвук................119-1013

можно подсчитать по формуле:

У=Уз + Ус + Ук + Уп
где:
Уз- ущерб от повышенной заболеваемости населения (дополнительные затраты на оплату бюллетеней и медицинские услуги, дополнительные затраты в связи с потерями продукции из-за повышенной заболеваемости);
Ус- ущерб сельскому и лесному хозяйству ( снижение урожайности культур и продуктивности животных, снижение прироста и усыхание древесины, дополнительные затраты на восстановление леса);

материальные вещества и силы природы, которые могут выступать в качестве

средств труда, источников сырья, энергии и в качестве предметов потребления.

В основу классификации природных ресурсов положены три признака.
По источникам происхождения природные ресурсы могут быть биологическими, минеральными или энергетическими.
По принадлежности к тем или иным компонентам природы различают земельный фонд, лесной фонд, водные ресурсы, энергетические ресурсы,живые ресурсы, полезные ископаемые.

н е и с ч е р п а е

м ы е ресурсы (космические и климатические ресурсы - воздух, осадки, солнечная радиация, энергия ветра, морских приливов и отливов и др.), и и с ч е р п а е м ы е,
которые подразделяются на возобновимые и невозобновимые.
Возобновимыми считаются биологические ресурсы (животные и растения),если деятельность не лишила их способности к воспроизводству, и некоторые минералы, например соли, осаждающиеся в озёрах и морских лагунах. Их возобновление идёт с разно скоростью. Темпы расходования возобновимых ресурсов не должны превышать темпы их восстановления, иначе они быстро станут невозобновимыми.

руды, глины, пески, нефть, газ, редкоземельные элементы и др. Если

говорить точнее - они могут восстанавливаться, но в течение длительных геологических эпох. То есть значительно медленнее, чем идёт их использование человеком в обозримый период времени. В основном, это богатства недр, или полезные ископаемые. Их охрана заключается в бережном рациональном комплексном использовании с наименьшими потерями, а также поиске заменителя.

Сантиметровый слой почвы образуется, например, на протяжении столетий, а утрачен

может быть за несколько дней.
Здесь также необходима чрезвычайная осторожность в использовании таких ресурсов.

факторов (по Ю.Либиху).
2.Закон оптимальности (по Н.Ф. Реймерсу).
С

наибольшей эффективностью любая система функционирует в определённых пространственно-временных пределах, то есть для любой систематической группы живых организмов существуют оптимальные размеры организмов и оптимальное время их существования (продолжительность жизни),при которых они наиболее устойчивы к внешней среде (примеры: вирусы, бактерии, планктон, насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, млекопитающие, птицы и др.).

к максимальному своему проявлению.
2.Эволюция видов идёт в

направлении увеличения биогенной миграции атомов.
3.В течение всей истории нашей планеты её заселение было максимально возможным для живого вещества, которое существовало на разных этапах развития Земли.

рост, плодовитость и выживаемость особей, при увеличении численности наблюдается обратная

картина

Время

Численность

Численность

экосистем.”
8. Закономерности сукцессий экосистем.
9. Принцип эмерджентности: целое всегда имеет особые

свойства,
отсутствующие у его частей.

надо куда то девать;
за всё надо платить;
природа знает лучше.
2. Принцип

минимизации антропогенного вмешательства в природу.
3. Принцип единства системы “природа-человек” и обязательности адекватных ответных реакций экосистем на антропогенное вмешательство.
4. Концепция «Пределов роста» Медоуза.
Экономический рост ограничен своими экологическими последствиями.
Если этого не учитывать – наступит кризис всей человеческой цивилизации. (см. рисунки далее).

ограниченности естественных ресурсов.
7. Принцип необходимости восстановления возобновимых ресурсов.
8. Правило биологического

усиления.
9.Принцип отходности производства.
(и другие)

году дала следующее определение термину “устойчивое развитие”: «устойчивое развитие –

это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности».
Устойчивое развитие должно сохранять:
здоровье и генофонд населения;
физико-химические и климатические константы среды;
природные ландшафты и биоразнообразие.

1. Сохранения (естественных биогеоценозов)
2. Согласования

(техногенных процессов с природными)
3. Приоритета (биосферных интересов над прибылью)
4. Безопасности (экологической безопасности. любой техногенной деятельности.)
5. Сочетания (учёт медленной эволюции и быстрых “скачков” формообразования)
6. Разумного компромисса (между техническими возможностями производства и “качеством жизни” населения).

угрозы способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности (ограничительный прогнозный

фактор)
2. Первостепенный приоритет потребностям, необходимым для существования беднейших слоёв населения (ограничительный социальный фактор)
3. Ограничения, обусловленные состоянием технологии и организации общества (ограничительный технологический фактор)
4. Способность окружающей среды удовлетворять нынешние и будущие потребности человечества
(ограничительный экологический фактор

природных ландшафтов и биоразнообразия
рсо

современном положении и Калининградской области в ее составе.
1.2. Решение геостратегических

задач России, определение миссии Калининградской области для Российской Федерации и стран Европейского Содружества.
1.3. Обеспечение свободного передвижения жителей из эксклава в метрополию и обратно через территорию ЕС.
1.4. Формирование благоприятного инвестиционного климата в регионе для сближения России и Европейского сообщества

потребительской корзины и других необходимых расходов.
2.2. Рост средних реальных доходов

населения Калининградской области до среднеевропейского уровня.
2.3. Рост доходов в бюджетной сфере за счёт роста налогооблагаемой базы.
2.4.Выравнивание соотношения между доходами богатых и бедных до среднеевропейского уровня.
2.5. Рост доходов региональной бюджетной сферы за счёт роста налогооблагаемой базы и выхода экономики из тени. Роста
2.6. Пенсионное обеспечение не ниже МРОТ, соотношение пенсии к зарплате на среднеевропейском уровне.
2.7. Соотношение между доходами богатых и бедных на среднеевропейском уровне.
2.8. Решение демографических проблем.
2.9. Рост социальной ответственности бизнеса.
2.10. Доступные и качественные образование и здравоохранение.

Экономическое обеспечение политических, социальных и природоохранных задач
3.3. Инвестиционная и миграционная

привлекательность
3.4. Создание новых рабочих мест и расширение налогооблагаемой базы
3.5. Снижение темпов инфляции и рост реальных доходов
3.6. Снижение доли теневой экономики

и сопровождение объектов Программы социально-экономического развития Калининградской области до 2016

года. Обеспечение экологической безопасности населения
4..3. Внедрение современных методов инженерной экологии (очистные сооружения, переработка отходов, замкнутые циклы и т.л.)
4.4. Оптимизация природопользования
4.5. Сохранение природных комплексов
4.6. Экологическое образование