Предмет, объект и задачи экологии. Ее связь с безопасностью жизнедеятельности

Если какой-либо фактор выходит за пределы выносливости организма, то существование этого  организма становится невозможным  даже при других благоприятных условиях. Факторы, выходящие за пределы максимума  или минимума выносливости, называются огрничивающими факторами. 
 

7й  вопрос. Закон минимума. 

Закон Минимума–  выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его  экологических потребностей, то есть жизненные возможности лимитирует тот экологический фактор, количество которого близко к необходимому организму или экосистеме минимуму и дальней шее снижение которого ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.  

закон минимума

основной закон: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его  экологических потребностей, т.е. жизненные возможности лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы

Дополнительное правило взаимодействия факторов: организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором.

Например, человеку нужен такой элемент как кальций, однако он его недополучает, причем если он его вообще перестанет получать, то человек может помереть. Однако организм человека может замещать кальций стронцием, что и происходит при дефиците кальция. Хотя стронций и плохой заменитель кальция и вдобавок радиоактивен, но встраивание стронция в организм все равно происходит. 
 

8й  вопрос. Закон лимитирующего  фактора. 

Закон толерантности (закон Шелфорда) гласит, что вещество или любой другой фактор, присутствующий не только в минимуме, но и в избытке  по сравнению с требуемым организму уровнем, может приводить к нежелательным последствиям для организма. ПРИМЕР: если поместить какое-либо живое существо в экспериментальную камеру и

измерять в  ней температуру воздуха, то состояние  организма будет меняться. При  этом выявляется некоторый наилучший, опримальный для организма уровень данного фактора, при котором активность(физиологическое сотояние) будет максимально. Если разные факторы будут отклоняться от опримального в большую/меньшую сторону, то активность будет снижаться. При достижении некоторого max/min значения фактор станет несовместимым с жизненными процессами, в организме произойдут изменения, ведущие к смерти.

Чем шире амплитуда  колебания фактора, при которой  оргганизм может сокращать жизнеспособность, тем выше его устойчивость (толерантность)к тому или иному фактору. Из чего вытекает: любой живой организм имеет определенно эволюционно унаследованные верхние и нижние "пределы" толерантности к любому экологическому фактору. Для организма имеет значение не только собственная амплитуда, но и скорость, с которой этот фактор изменяется. Лимитирующее значение означает, что в это случае организм может выжить, но в нем произойдут необратимые изменения. Поэтому закон Шелфорда называют также законом лимитирующего фактора. Закон Ш. можно применить к нормированию содержания загрязняющих веществ в в-хе, воде, почве.

Значит охранять окружающую среду - это обеспечивать состав и режим экологических  фактров в пределах унаследованной толерантности живого организма, т.е. управлять им так, чтобы ни один фактор не оказался лимитирующим по отношению к организму. 

Лимитирующий  фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С  помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем. 

9й  вопрос. Понятие экологической  ниши. 

Ниша экологическая - место вида в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную его роль в  сообществе и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т.п.)". Он считает, что если местообитание - как бы адрес организма, то экологическая ниша - как бы его профессия. Она может быть занята или не занята видом, так как это функциональное место вида в экосистеме, включая его роль в этом образовании.

Понятие "экологическая  ниша" окончательно не установилось. Как можно объединить эти понятия? Агроландшафт - в обобщенном виде, определенный участок территории, при этом нас  интересуют не его размеры, а характеристики и свойства. По аналогии с экосистемами агроландшафты составляют сложные природные объекты, дополненные в последнее время искусственными. Поэтому для них ,очевидно, будут справедливы многие из тех свойств, которые характерны для экосистем: сложность; целостность; способность к сохранению (буферность); управляемость; наблюдаемость; элементы системы имеют качественное различие; функции экосистем обусловлены характером циркуляции вещества и энергии, взаимодействием элементов системы и связью экосистемы с окружающей средой; структуры в экосистемах характеризуются физическими условиями.

Таким образом, из свойств агроландшафта следует, что это есть некая пространственная форма.

Экологическая ниша - это место вида и "его  профессия". Например: определенные породы деревьев, организованные определенным образом, которые образуют лесополосы или определенный вид почвы образующий поле и т.п.). Это означает, что экологическая ниша - есть содержание, наполнение агроландшафта.

Видно, что эти  два понятия дополняют друг друга, т.к. оперируя ими, можно полностью описать положение и состояние интересующего нас вида в интересующем нас месте. Связки: поле-почва, лесополоса-толщина, ширина - порода деревьев и т.п. - это есть внутреннее и внешнее проявление агроландшафта.

Выводы. На основе анализа литературы очевидно, что соотношение агроландщафта и экологических ниш, входящих в него биологических элементов (подсистем) описываются объективными законами развития мира. В науке такое соотношение встречается, как философские категории "Содержание и форма". Они отражают взаимосвязь двух сторон природной реальности; упорядоченной совокупности элементов (экологических ниш) и процессов (землеустройство, земледелие и т.п.), образующих форму (агроландшафты), т.е. содержание и формы его существования и выражения этого содержания. 
 

10й  вопрос. Типы экологических  взаимодействий в  биоценозе. 

11й  вопрос. Биотический  потенциал и сопротивление  среды. 

Биотический потенциал - совокупность факторов, способствующих увеличению численности популяции  - рождаемости, способность к захвату новых местообитаний, защитные механихмы, способность выдерживать неблагоприятные условия обитания. Сопросивление среды - совокупность факторов, способствующих уменьшению численности популяции: нехватка питания, воды, подходящего местообитания, неблагоприятные климатические условия, хищники, болезни, конкуренты.

Факторы сопротивления  среды ведут к увеличению смертности, и кривая численности популяции  приобретает другой вид: или становится почти ровной, или идет резко вниз. Экспоненциальная модель отражает лишь потенциальные возможности роста численности популяции, но никогда не реализуется в природных экосистемах. В реальных условиях беспредельный экспоненциальный рост численности популяции невозможен. Всегда существует верхний и нижний пределы численности популяции. Логическая модель роста популяции учитывает сопротивление среды и потому в большей степени приближена к реальным условиям в природных экосистемах. 

12й  вопрос. Потоки энергии  и круговорот вещества  в сообществе. 

В сообществе имеет  место непрерывный поток энергии - переход энергии в виде химических связей, органических соединений по пищевым  цепям от одного трофического уровня к другому, более высокому. 1 грамм  сухого органического вещ-ва растения содержит 18,7 кДж энергии. В семянах растений энергии больше. Консументы, питаясь продуцентами, активно выбрасывают кинетическую энергию, источником которой является потенциальная энегия органических молекул в пище. Процесс, противоположный фотосинтезу - клеточное дыхание - процесс расщепления оргмолекул с выделением энергии.

В экологии имеет  место 2 закона, которые тесно связаны  друг с другом. 1) закон пирамиды энергии, или закон 10% сформулировал в 42-м  году Линн де Манн: с одного трофического уровня экопирамиды на другой, более высокий уровень (по лестнице продуцент - консумент - редуцент) переходит в среднем около 10 процентов энергии предыдущего, нижнего троф. уровня.

Перенос энергии  с одного трофического уровня на другой никогда не бывает полным, посколько  при любых превращениях энергии часть ее теряется в виде тепла. Всвязи с этим, в обратный поток от редуцентов к продуцентам, поступает ничтожное количество изначально вовлеченной в экосистему энергии - не более 0,25 проц. Отсюда вытекает еще 1 закон - однонаправленности энергии в экосистеме: говорить о круговороте энергии нельзя, поскольку почти вся энергия, поступающая в экосистему от Солнца, рассеивается в ней 

13й  вопрос. Закономерности  функционирования  биогеоценозов. 

14й  вопрос. Биогеохимические  круговороты.  

Круговорот серы. Сера является важным составным элементом живого вещества. Большая часть ее в живых организмах находится в виде органических соединений. Кроме того, сера входит в состав некоторых биологически активных веществ: витаминов, а также ряда веществ, выступающих в качестве катализаторов окислительно-восстановительных процессов в организме и активизирующих некоторые ферменты.

Сера представляет собой исключительно активный химический элемент биосферы и мигрирует  в разных валентных состояниях в  зависимости от окислительно-восстановительных условий среды. Среднее содержание серы в земной коре оценивается в 0,047 %. В природе этот элемент образует свыше 420 минералов.

В изверженных  породах сера находится преимущественно  в виде сульфидных минералов: пирита , пирронита , халькопирита , в осадочных породах содержится в глинах в виде гипсов, в ископаемых углях - в виде примесей серного колчедана и реже в виде сульфатов. Сера в почве находится преимущественно в форме сульфатов; в нефти встречаются ее органические соединения.

В связи с  окислением сульфидных минералов в  процессе выветривания сера в виде сульфатиона переносится природными водами в Мировой океан.  Сера поглощается морскими организмами, которые богаче ее неорганическими  соединениями, чем пресноводные и наземные.

Круговорот воды. Вода находится в постоянном движении. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается  в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Таким  образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов  на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот становится значительно сложнее. В этом случае часть осадков испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая - питает реки и водоемы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растения в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности самих растений.

Наиболее замедленной  частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражают медленное движение и скорейшее таяние ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота являются отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.