ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И энергосбережения

наука, учение) - наука о взаимоотношениях живых организмов между собой

Сам термин "экология" был предложен в 1866 году Геккелем

организмов со средой их обитания.
Первые экологические исследования, можно отнести

к работам Аристотеля 384-322 до н.э. - отца зоологии, который

представлений о круговороте веществ в природе, выделил три группы организмов

и высотную зональность в распределении растений и животных, его труды

от изменений среды.
Чарлз Дарвин 1809-1882
Выделил «борьбу за существование» как центральную

(1866)
Естественная история миротворения (1868)
1866 г. «Экология - общая наука

автор термина «Экология»

биосфере», которое находится на стыке геологии, биологии, химии и философии

Тенсли

наука, учение) - наука о взаимоотношениях живых организмов между собой

Краткая история развития экологии, как науки

технического развития в ущерб гармонии с природой и совершенствованию

Результат: экология перестает быть только академической наукой, становится теоретической базой природопользования

Экология
становится модной

Размывание термина
«Экология»

Осознание необходимости перестройки экономики в соответствии с экологическими законами

смысл)
состояние, тип окружающей среды (экология города)
охрана природы (министерство

нем находится то, что мы знаем. За пределами – неизвестное.

Круги Зенона

(346/336/333-264/262 до н. э.) древнегреческий философ

изучающая взаимоотношения
живых организмов между собой и с окружающей их

окружающей их неорганической средой; о связях в надорганизменных системах, о

природные системы различной сложности:
– биоценозы или сообщества,

не было в составляющих эту систему элементах –
Принцип функциональной

и сообщества
еще выше – экосистемы
На каждой ступени свои структурные и

природными силами, а с другой – в инстинктивном стремлении к

массы до планеты, обладающей биосферой (защищенной атмосферой, имеющей воду и

между организмами и средой их обитания; взаимосвязи внутри экосистем. Соответственно,

базовой единицей изучения является атом, в математике число, в цитологии

изучения экологических явлений, которые подразделяются на полевые и лабораторные (Пономарева

помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить

среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием

фоновый (в естественной обстановке, без

лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы, получить

на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании

организмов.
2. Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи

биосфера как глобальная экосистема);
♦ экология человека (рассматривается взаимодействие человека как

потепление);
2. разрушение озонового экрана, возникновение «озоновых дыр»;
3. химическое загрязнение

и северных лесов;
10. продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора

с которой он непосредственно взаимодействует. На нашей планете четыре среды

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Среди экологических факторов выделяют абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – температура, свет, радиоактивность, давление, влажность, солевой состав, ветер, течения, рельеф.

Биотические факторы – это формы воздействия живых организмов друг на друга (хищничество, паразитизм, симбиоз, нейтрализм, конкуренция и др.).

Антропогенные факторы – это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы, как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизнь.

прозрачность, течение, соленость и др.),
► Эдафические (почвенные),
► Орографические (топографические),
► Пирогенные,
►

составляющее непрерывный спектр от ультрафиолетовых лучей с длиной волны 290

луговые травы, прибрежные растения и др.). Сциофиты ― тенелюбивые растения, плохо

бук лесной

копытень
европейский

кислица
обыкновенная

подъельник

повилика

ритм освещения
Группы растений по типу ФПР:

1) короткого дня – растения,

развития или поведения организмов.

явления, связанные с этими интервалами.

Это имеет решающее значение для выживания

Живые организмы способны ориентироваться во времени (измерять время), т.е. обладают биологическими часами.

средние температуры ↓, суточный перепад температур ↑, количество осадков ↑,

Рис. – Соотношение вертикальной и широтной зональности на североамериканском континенте

→ формирование эродированных почв.
Рис. – Распределение растительности на горе Бахилова

– изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящего в нее

Антропогенные факторы

пернатым видом на Земле: его стаи насчитывали миллионы особей, а

Пример прямого воздействия антропогенного фактора через охоту.

из ружей, винтовок, пистолетов, мушкетов всех систем и калибров.. Птиц

географическое распространение видов;

· изменять плодовитость и

Закономерности действия экологических факторов на организм

Белые гуси.
Влияние света, температуры – прямое воздействие

экологических потребностей.
В 1840 г. немецкий агрохимик Ю.Либих установил закон минимума

недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п.

Понятие о лимитирующих факторах, закон минимума ЛИбиха

(1803-1873)

В середине XIX века немецкий химик-органик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха. (Бочка Либиха).

существование вида.
Лимитирующие факторы среды определяют географический ареал вида.

Взаимодействие факторов:
действие одного

– максим. значение фактора
критическая точка
Наилучшее сочетание экологических факторов называют биологическим

быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между

фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и

закон толерантности Шелфорда

Виктор Эрнст Шелфорд американский зоолог, специалист в области экологии, главным образом водных организмов. Занимался эколого-физиологической биогеографией животных.

(1877—1868)

иному диапазону факторов среды.
Стенобионты – организмы с узким диапазоном толерантности

критическими точками – экологическая валентность – свойство организмов адаптироваться к тому или

возможно существование того или иного вида организмов.
Два разных вида, живущие

и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям

правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма

которых обитает особь, вид или популяция.

между
пальцами)
кедровый стланик
панцирь у черепахи
колючки у кактуса
длинные ноги у болотных

запах цветов для привлечения опылителей,
* химические вещества для привлечения

или иных условиях.
гусеница пяденицы
объединение волков в стаи зимой
складывание листьев
у

формирование пневматофоров

выпь в камышах

одной территории и частично или полностью изолированных от особей других

Носителем признаков популяции является группа особей

характеристики популяции
рождаемость,
смертность.

Теоретическая (1) и реальная (2)
кривые роста популяции

(определенную численность особей).

Механизмы гомеостаза:
поддержание пространственной структуры:
• территориальная агрессия (защита

грибов, взаимодействующих друг с другом в пределах данной среды и

1920 -- 1980

Роберт Хардинг Уиттекер
американский эколог и фитоценолог, один из наиболее известных экологов в мире
дал определение в своем фундаментальном труде «Сообщества и экосистемы».

– ?

является обязательным условием существования биоценоза.
Экотоп – это совокупность элементов

условия для его существования
Адрес вида
Характеризует весь образ жизни, который вид

– это общее число видов биоценоза,
• видовая насыщенность – количество

это распределение видов в биотопе.

вертикальная,
горизонтальная

соотношение экологических групп организмов.

группы) биоценоза

занимающих определенное положение в пищевой цепи (звено пищевой цепи)

виде сплетения пищевых цепей

Такие модели разработал
в 1927 году английский зоолог Чарлз Элтон.

Экологические пирамиды – графические изображения (как правило, в виде треугольников) соотношения между продуцентами и консументами всех уровней в экосистеме.

Типы экологических пирамид:
► пирамида чисел,
► пирамида биомасс,
► пирамида энергий.

10 раз меньше предыдущего.

трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий, в

Представителям 4-го трофического уровня достанется только около 1/1000 доли той энергии, усвоенной растением, с которого начиналась пищевая цепь. Поэтому отдельные цепи питания в природе не могут иметь слишком много звеньев, энергия в них быстро иссякает.

ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные

В основе экосистемы и биогеоценоза лежит принцип единства живых и неживых компонентов биологических систем.

Безранговое образование, может быть пространственно и мельче, и крупнее биогеоценоза

Биогеоценоз

Выделяется только на суше.


Термин применим только к естественным комплексам.

Границы обозначены фитоценозом (существует только в его рамках).

связь между организмами и условиями среды,
наличие пищевых цепей.
Отличия
В

растения и животные, почвенную биоту и пр. организмы).
Экологически ориентированное управление

породы сельскохозяйственных животных, которые требуют меньших затрат антропогенной энергии;
–

обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных

человек + природная среда
↓
урбоэкосистема
со специфической
природно-антропогенной средой

Экологическое равновесие – это динамическое состояние природной среды, при котором она устойчиво функционирует
(основные функции – самовосстановление и самоочищение)

с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений

это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и

Биосфера – оболочка земли, населяемая живыми организмами (Э.Зюсс).
Биосфера - область жизни, основа которой является взаимодействие живого и костного вещества (В.И. Вернадский).

планете;
2) биогенное вещество;
3) косное вещество;
4) биокосное вещество;

CO2 – 0,03% H2O, тв.част.
Г
ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ
!

(СПОРЫ БАКТЕРИЙ), НАИБОЛЬШАЯ ПЛОТНОСТЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА – В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ.
ГРАНИЦЫ

В ЛИТОСФЕРЕ – НИЖНЯЯ ГРАНИЦА ПРОХОДИТ НА ГЛУБИНЕ 8-10 км (КОЛОНИИ БАКТЕРИЙ), НАИБОЛЬШАЯ ПЛОТНОСТЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА – В ПОЧВЕ.

ГИДРОСФЕРА – ЗАСЕЛЕНА ПОЛНОСТЬЮ (ДО ГЛУБИНЫ 11 км), НАИБОЛЬШАЯ ПЛОТНОСТЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА – В ПРИБРЕЖНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ.

НАИБОЛЕЕ ЗАСЕЛЕНА ЗОНА КОНТАКТА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВСЕХ ТРЁХ ГЕОСФЕР ЗЕМЛИ – пленка жизни.

ее называют открытой системой.
В биосфере непрерывно происходит круговорот веществ:

термодинамические системы, относительно стабильные во времени.

веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер.
►

жесткого УФ-излучения,
► магнитное поле → его силовые линии образуют вокруг

растений, грибов и микроорганизмов, а также их природные сочетания.

равновесие между входящими в ее состав экосистемами, внутри каждой из

по окружающей среде и развитию, на которой многими государствами была

квалифицированных специалистов в области сохранения биоразнообразия;
2) сохранение редких видов (создание

– 477,
грибы – более 7000,
водоросли – 2232,
позвоночных животных

более 6 млрд человек,
к 2030 г. это число вырастет

взаимосвязей.
Результатом стало:
разрушение природных экосистем (озер, болот, лугов), вырубка

деятельностью человека.

ноосфере
Э. Леруа
Ноосфера – „мыслящая“ оболочка, формирующаяся человеческим сознанием
В.И. Вернадский
Ноосфера –

идеалистическое

материалистическое

основа устойчивого существования и развития ноосферы

за судьбу планеты. Человек может сохраниться только вместе с биосферой, «встроив»

косвенного воздействия технических средств в социально-экономических целях.

необходимые для жизнедеятельности живых организмов, включая человека. 

Природные ресурсы – совокупность

состояние глобального экологического кризиса.
Экологический кризис — несоответствие растущих масштабов деятельности

человечества; это нарушение равновесия между природными условиями и воздействием человека

из главных участников становления заповедного дела в СССР. Доктор биологических

территориях от Сахалина до Центральной Сибири им были проведены многолетние

других живых существ.

Приемлемое качество природной среды подразумевает:
возможность устойчивого существования и

бедствия
3. Зона экологической катастрофы

есть ли они?
Н.Ф. Реймерс обосновывает основные позиции современной экополитики

есть ли они?
3) интенсификация использования природных ресурсов при условии

есть ли они?
6) экономия энергии и смена ее источников

есть ли они?
8) демографическое планирование становится в повестку дня.

была создана Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). Членом данной

регионах, чрезмерная урбанизация;
2. загрязнение атмосферы, парниковый эффект; изменение климата

и северных лесов;
10. продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора

является пятым по величине городом мира. 
В 2017 году численность

Данные с сайте «Население Земли» http://countrymeters.info/ru/World

– новая и 8 – новейшая история,

стрелка указывает на

кривых: одна их них – рост численности населения Земли, другая

1,06млрд. 3.США – 295млн. 4.Индонезия – 246 млн. 5.Бразилия – 193 млн. 6.Пакистан –

Основной прирост населения приходится на страны второго и третьего мира

запомнят лишь подъезд, двор, садик и школу.

Антарктическом полуострове.

в атмосферу ежегодно поступает около
30 млрд т оксидов углерода,

необходимый рас­тениям, уже стал дефицитом. Его концентрация в воздухе до

Два самых лёгких — водород и гелий — не могут удерживаться земным тяготением, поэтому, попав в атмосферу (водород — в результате вулканической деятельности, гелий — вследствие распада радиоактивных элементов), они быстро улетают в космос

развития парникового эффекта более 180 стран подписали «Киотский протокол».
Он

— это значительное пространство в озоносфере с пониженным до 50%

энергии и образуются оксиды азота
использование фреонов:
в верхних слоях атмосферы

сверхзвуковые самолеты,
запуск ракет: ударная волна, выбрасывают оксиды азота

среднее значение рН дождевой воды (5,6)
Загрязняющие вещества могут выпадать в

Сернистая кислота
2H2SO3

в атмосферу естественным путем с извержениями вулканов.

NO2 (оксид азота)
В

туманом в крупных городах и промышленных центрах
Пекин, окутанный смогом:

Москва, август 2010 г.: причина смога – горящие торфяники

к трагедии, известной как «Великий лондонский смог». Всего за три

бич мегаполисов. Он формируется не столько промышленными выбросами предприятий, сколько

и радиоактивными веществами

тыс. до 15 млн. кв.км) скопление пластикового мусора в Мировом

из луж...
Иногда дождь — это единственный источник питьевой воды,

употреблением грязной воды
В развивающихся странах испытывают нехватку пресной воды в

при механической
обработке;
■ отведение земель под строительство

полувлажных районах — это одна из наиболее серьезных угроз, с

вызываемый различными факторами, включая естественное изменение климата и деятельность человека. 
Причины:

на жизнь более 1 млрд. человек
Китай является одной из стран,

тыс. мм осадков

и пожара в 1986 г.
Испытание
ядерного оружия

космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не

Лазер-мусоросборщик

«Космический мусор» имеет тенденцию к «саморазмножению»: каждое соударение объектов порождает тысячи новых опасных обломков.

(все время тепло и влажно).
В лесах жизнь от кроны самых

до 75 м.
Верхний ярус представлен гигантскими деревьями.
Их кроны

2012-й год мы лишились лесов общей площадью, превышающей Мексику и

по территории которых протекает Амазонка В некоторых районах Амазонии и острова

Главной особенностью тропических лесов является то, что произрастают они на крайне бедных почвах.
Верхний слой почвы не превышает 5 см на склонах. Под ним обычно лежит красная латеритная глина, лишенная питательных веществ.
Почти все минеральные и органические вещества в биоме тропических лесов сосредоточены в самой растительности и циркулируют в высокоэффективной замкнутой системе.
Вырубка лесов ведет к ее нарушению.

фотографии видно, как среди пеньков одиноко бродит редеющее поголовье скота.

тропического леса.
Если не будет радикальным образом изменен нынешний характер

кислорода,
• усилению процесса исчезновения многих видов животных и растений,
•

фауны и устойчивости экосистем.
Повсеместное распространение синантропных видов.
Освобождение экологических ниш

связан с человеком и его жильем.

Синантропные растения – виды,

полевая
звездчатка средняя (мокрица)
дрема белая
гречишка вьнковая
ярутка полевая
горец шероховатый

выносливость,
► длинные и толстые корни и корневища,
с большим количеством

горец птичий
(спорыш)

лапчатка гусиная

подорожник

его поселениями не живут
(домовая мышь, домовой воробей, сизый голубь,

распространение угрожает экосистемам или видам и причиняет экономический или экологический

агрессивных вида.

30 чужеродных для Беларуси видов животных наносят экологический

о вредных для человека и окружающей среды растениях и животных

ХХ столетия с 1954 года и сегодня натурализовалась по всей

веке. Она причиняет ощутимый ущерб, разоряя гнёзда многих птиц, в

липовы) минер — маленькие бабочки, которые поражают листья каштанов и

На листьях деревьев, кустарников и травянистых растений часто видны пятна, напоминающие узоры. Их называют мины и вызывают их вредители насекомые-минеры прогрызающие ходы и под кожицей листьев.

— чужеродный для нас элемент.
Фараоновы муравьи (часто ошибочно называемые ещё

из Северной Америки в середине прошлого века. Впервые её обнаружили

зрослые насекомые зеленого цвета длиной 8-10 мм. Задние ноги прыгательные. Глаза выпуклые, крылья перепончатые, сверху покрыты жестким щитком. Переднеспинка в виде башлыка, по бокам ее расположены выросты, напоминающие рога буйвола, отсюда и такое название. Яйца грязно-белые, размещаются группами в сделанных самкой надрезах коры. Личинки цикады на теле имеют наросты, подобные шипам.

Цикада повреждает древесину и побеги, а также молодые саженцы не в процессе питания, а при отложении яиц. Самка яйцекладом делает парные надрезы коры, вследствие чего образуются раны длиной 5-10 мм. Кора на месте повреждения отмирает, нарушается сокодвижение и зачастую такие ветви, листья и гроздья отмирают. Личинки и взрослые насекомые питаются соком травянистых растений. В мае начинается формирование личинки в яйце, которые отрождаются в июне. Кладка яиц начинается в августе и продолжается до октября. Размножается в одном поколении.

Меры борьбы. Перекопка почвы осенью. Тщательное удаление сорняков, особенно в июне, когда отрождаются личинки цикад. Посадка в междурядьях лука и чеснока.

различные методы:
– ручное или механическое выкапывание
стеблекорней;
– выкашивание;
– стравливание путем выпаса

в летнее время при отсутствии осадков;
–использование гербицидов;
– запрет на использование

Золотарник – карантинное растение, запрещенное к перемещению
через границы, во многих странах (в том числе и на Украине), нарушает
структуру посева, снижая урожайность сельскохозяйственных культур.

травянистое растение. Стебли тонкие, сильно разветвленные, до 5 – 6

леса центральной части Северной Америки. В настоящее время клен ясенелистный

происходит из Северной Америки. Натурализовалась на всей территории Европы, в

Меры борьбы:
- Запрет на использование данного растения в озеленении;
- Удаление деревьев, находящихся в ненадлежащем (аварийном)
состоянии.

твердых бытовых отходов (ТБО), имеющих потребительскую стоимость
добыча
переработка
употребление
отходы
добыча
переработка
употребление
отходы
рециклинг
СОВРЕМЕННАЯ СХЕМА

ТРАДИЦИОННАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ

25-30 % от общей массы ТБО

деревьев. Этой тонны хватает в среднем на 2-4 жителя в

поэтому лучше стеклянные изделия повторно использовать, чем перерабатывать.

Битое стекло можно

банок с напитками
Алюминий входит в состав глин и горных пород,

материал. Пластмассы препятствуют газообмену в почвах и водоемах, выделяют токсические

мелкими бумажками и другими органическими отходами подвергают компостированию.
В последние годы

вторсырья.
Получается, что только один район Минска (а это около

2 – низкая, 3 – средняя, 4 – высокая, 5

На Полесской низменности сформированы уникальные природные комплексы с широким спектром биологического разнообразия. Болотные ландшафты имеют особую ценность для европейских и общепланетарных биосферных процессов – регулирование водного режима, качества природных вод и климата на обширных пространствах. 1 га неосушенного болота примерно в 7-10 раз эффективнее выводит СО2 из атмосферы, чем 1 га леса.

которого под воздействием процессов усадки, минерализации и эрозии ежегодно уменьшается