Связь экологии с другими науками

Структура пищевой цепи

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Типы пищевых цепей

Существуют 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их (консументы) растительноядные животные(например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например,щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространённых в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоёмах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

Наземные детритные цепи питания более энергоёмки, поскольку большая часть органической массы, создаваемой автотрофными организмами, остаётся невостребованной и отмирает, формируя детрит. В масштабах планеты, на долю цепей выедания приходится около 10 % энергии и веществ, запасённых автотрофами, 90 % же процентов включается в круговорот посредством цепей разложения

1 Экология как наука. Вклад отечественных ученых в развитие экологии.

Экология- наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Владимир Иванович Вернадский - создатель науки биогеохимии. Основатель учения о биосфере и ноосфере(сфера разума)-взаимодействие общества и природы.

Виктор Георгиевич Горшков- Автор теории (концепции) об определяющем влиянии естественных экосистем (биоты) на поддержание параметров окружающей среды в пределах, допускающих существование жизни на планете Земля.

Борис Иванович Кочуров- Один из основателей картографического направления в геоэкологических исследованиях, создал первую экологическую карту СССР.

Леонтий Григорьевич Раменский- Один из основоположников учения о морфологии географического ландшафта, согласно которому географический ландшафт — конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом.

Владимир Николаевич Сукачёв - Ввёл в науку понятие «биогеоценоз»

Биогеоценоз- однородный по топографическим, микроклиматическим, гидрологическим и геологическим условиям участок биосферы.

 

3 Источники загрязнения водных объектов. Методы очистки сточных вод на предприятиях жд транспорта.

Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего это стоки городов и промышленных предприятий.

Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками.

Наиболее распространенным, опасным и повсеместным источником загрязнения воды являются нефтепродукты.

Существенный источник загрязнения воды - коммунальное хозяйство населенных пунктов.

Методы очистки сточных вод:

-Механические методы.

-Физико-химические методы.(к которым относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, ультрафильтрацию и др. Выбор метода зависит от технологических и санитарных требований, состава сточных вод, концентрации загрязнений, а также наличия необходимых материальных, энергетических ресурсов и экономичности процесса.)

-Биохимические методы.(сущность которой заключается в окислении органических загрязнений микроорганизмами.)

-Методы удаления ионов тяжелых металлов.(Сущность реагентных методов заключается в переводе растворимых в воде соединений веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их от воды в виде осадков)

-Методы удаления поверхностно-активных веществ и фенолов.(Для очистка сточных вод от ПАВ применяют биохимическое окисление, сорбцию, пенное фракционирование, коагуляцию, выпаривание, ультрафильтрацию, озонирование и др. Выбор метода очистки зависит от концентрации ПАВ в сточных водах, химической природы ПАВ, от наличия в стоках органических и неорганических примесей, стоимости и необходимой степени очистки.)

 

Связь экологии с другими науками.

Философия:

Интересовали проблемы влияния окружающей среды на чел и влияние чел на природу.

Биологические науки:

Морфология, эмбриология, гистология, цитология, физиология, биохимия, антропология, зоология. Экология- точная наука и все виды взаимодействия оцениваются мерой и числом.

Химические науки: в основе жизни находится процесс обмена веществ между организмами и средой. Химия воды, почв, атмосферы.

Физика: Закономерности биологических процессов преобразование веществ в пищевых цепях, в водной и воздушн среде подчиняются фундаментальным законам физики: закону сохр. массы и 2-ому з. термодинамики.

Географические науки: самостоятельно развиваются такие области географии: зоологическая география, ботаническая география, географическая экология. Ландшафтная экология.

Медицина: санитарная охрана окружающей среды.

 

5 Правило лимитирующих факторов.

Сущность этого правила заключается в том, что фактор, находящийся в недостатке или избытке (вблизи критических точек) отрицательно влияет на организмы и, кроме того, ограничивает возможность проявления силы действия других факторов, в том числе и находящихся в оптимуме.

 

6 Экологический кризис. Его демографические и социальные последствия.

Э.К.- особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание.

К негативным социальным последствиям экологического кризиса относятся: нарастающая нехватка продовольствия в мире:

1) рост заболеваемости населения в городах;

2) возникновение новых болезней;

3) экологическая агрессия – вывоз токсичных технологических процессов и отходов в другие страны и т. д.

Снижение рождаемости, усиление миграции из неблагополучных районов.