Основные объекты экологии. Лекция 1

Важнейшие этапы формирования экологических знаний
В современном понимании экология − наука, изучающая формирование, взаимодействие биологических систем всех уровней с окружающей средой.
Термин и общее определение экологии ввёл немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 г. в научном труде «Всеобщая морфология организмов».
Юргинский технологический институт
2

Наука в своём развитии прошла три этапа:
1-й − начало ХIХ в.: накопительный этап знаний. В этот период К. Линней, Ж.-Б. Ламарк (1744−1829 гг.) и Т. Мальтус (1766−1834 гг.) впервые предупреждали о возможностях негативного влияния человека на окружающую среду;
2-й − окончание ХIХ в.: формируется как самостоятельная наука. Публикуются труды Ч. Дарвина (1809−1882 гг.), Э. Геккеля (1834−1919 гг.). Многочисленные научные экологические исследования рассматриваются к 1866 г. как результаты отдельной самостоятельной науки, имеющей в качестве первоначальной основы сложившиеся биологические знания;
3-й − середина 50-х гг. ХХ в: экология как наука полностью сформировалась, используя важнейшие открытия биологии, химии, физики, географии, социологии, экономики, теории культуры и др.
Юргинский технологический институт
3

Основы учения о биосфере
На начальном этапе биосфера (экосфера), согласно научным трудам В. И. Вернадского, формировалась в результате сочетания ряда абиотических факторов:
наличия земного притяжения (гравитационного поля Земли);
проникновения космических лучей;
образования необходимого количества кислорода, диоксида углерода в атмосфере;
воздействия коротких электромагнитных волн, ультрафиолетового излучения;
создания приемлемого уровня температур для функционирования живых организмов.
Юргинский технологический институт
4

Особые свойства биосферы
Биосфера − централизованная система, в которой центром являются живые организмы (живое вещество). Впервые это было доказано В. И. Вернадским. В главном научном труде «Биосфера» (1926 г.) изложены этапы её эволюции, роль человека в этом процессе, обосновывается необходимость бережного отношения к окружающей среде.
Биосфера − открытая система со своим «входом», «выходом». «Вход» − постоянный приток солнечной энергии, а также тепла, поступающего из глубин Земли. «Выход» − избыток тепловой энергии биосферы в виде инфракрасного излучения; рассеивается в космическом пространстве, подземных горизонтах.
Юргинский технологический институт
5

Особые свойства биосферы
3. Биосфера − саморегулирующаяся система. Она способна противостоять определѐнным воздействиям, нарушающим её состояние, способна восстанавливаться, возвращаться в первоначальное состояние, т.е. имеет свойство гомеостаза − сопротивляться воздействиям, сохраняться.
4. Биосфера − глобальная многоэлементная система. Для неё характерно наличие значительного количества биотопов т.е. однородных в экологическом отношении участков или пространств земной поверхности, занятых одним биоценозом − определённой совокупностью живых организмов. Биоценозы, в свою очередь, существенно различаются характерными для них видовыми признаками. Они являются неотъемлемой частью биома − совокупности организмов и среды обитания, характерных для крупномасштабных ландшафтно-географических зон.
5. Биосфера обеспечивает круговорот веществ.
Юргинский технологический институт
6

Учение Вернадского о биосфере
Биосфера (био - жизнь) - часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих поверхность ' суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу.
Биосфера включает в себя:
1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).
2) Тропосфера (нижний слой атмосферы).
3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).
4) Литосфера (верхняя часть земной коры).

Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы.
Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов.

Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии.
Вернадский выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей:
1) Живое вещество - живые организмы.
Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.).
3) Косное вещество - горные породы (минералы, глины...).
4) Биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды).
5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.).
6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.
7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны.

Живое вещество - это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере.

Функции живого вещества:
Энергетическая
состоит в ассимиляции зелеными растениями солнечной энергии и передаче ее по пищевым цепям: от растений к животным и далее к микроорганизмам - разрушителям органического вещества. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть энергии вместе с остатками живых организмов переходит в ископаемое состояние и "консервируется" в земной коре (уголь, нефть, торф, горючие сланцы и пр.).

Функции живого вещества:
Энергетическая
состоит в ассимиляции зелеными растениями солнечной энергии и передаче ее по пищевым цепям: от растений к животным и далее к микроорганизмам - разрушителям органического вещества. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть энергии вместе с остатками живых организмов переходит в ископаемое состояние и "консервируется" в земной коре (уголь, нефть, торф, горючие сланцы и пр.).

Биогеохимические принципы В.И.Вернадского
1. Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Прогрессивная эволюция любой экосистемы ведет к увеличению суммарного протока энергии через нее.
2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Согласно этому принципу преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы эенргии или «научились» полнее использовать химическую энергию, запасенную в других организмах.
3. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца

В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа :
Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет).
Биотехносфера - (Современная биосфера) это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы.
Ноосфера - сфера разума. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни.