Основы общей экологии

Тема 1
Основы общей экологии
Лекция 1.2
Биосфера - естественная среда обитания живых организмов

Учебные вопросы
Биосфера
2. Движение вещества и энергии в биосфере
3. Техносфера, ноосфера,
техносферогенез

Рекомендуемая литература
Основная:
1. Ткаченко Т.Е., Мясников Д.В., Чуич Г.А., Экология /Под редакцией П.В. Авитисова. Учебник. Химки: АГЗ, 2014. Инв. № 3014к
2. Чуич Г.А., Мясников Д.В., Ткаченко Т.Е. Экология чрезвычайных ситуаций /Под редакцией П.В. Авитисова. Учебное пособие. Химки: АГЗ, 2012. Инв. № 2675к
3. Маринченко А.В. Экология: учебное пособие /А.В. Маринченко. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Дашков и К, 2010. Инв. № 2090у

Рекомендуемая литература
Дополнительная:
1. Дубовик О.Л. Экологическое право: учебник/О.Л. Дубовик. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Проспект, 2010. ‒ 720 с., Инв. № 2089у/1/Д 79-43 и инв. № 2089у/2-30/Д 79-ХР.
2. Валова (Копылова) В.Д. Экология: учебник/ В.Д. Валова (Копылова). -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дашков и К, 2010. Инв. № 2279у
3. Коробкин В.И. Экология: учебник для вузов / В.И. Коробкин. – 16-е изд. доп. и перераб... ‒ Ростов н/Д: Издательский центр «Феникс», 2010. ‒ 602 с., Инв. № 2256у/1/К 68-43 и Инв. № 2256у/2-5/К 68-ХР.
4. Гигиена с основами экологии человека: учебник/ ред. П.И. Мельниченко. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. Инв. № 2221у.

Основоположник современного учения
российский ученый
Вернадский Владимир Иванович
(1863 -1945 )
Биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов
1 Учебный вопрос
Биосфера
Биосфера – это область распространения жизни, включающая организмы и среду их обитания.
Термин введен в 1875 г - Эдуардом Зюссом

Структура биосферы
1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы)
2) Тропосфера (нижний слой атмосферы)
3) Гидросфера (водная оболочка земли)
4) Литосфера (земная кора и верхняя твердая часть мантии)

Газовый состав воздуха

2 Учебный вопрос
Движение вещества и энергии в биосфере
Основу биосферы и ее функций составляет круговорот биологически важных веществ

1. Продуценты
Биотическая структура экосистем
Фотосинтез
Зелёные растения
(водоросли, высшие растения), бактерии
6СO2+6Н2O + Q= C6H12O6+6O2
Хемосинтез
Бактерии и архебактерии
6СO2+ 12Н2S = C6H12O6+ 12S+ 6H2O2
Анаэробные, серовосстанавливающие организмы

2. Консументы
Животные питаются органическими веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела (рыбы, птицы, млекопитающие , человек)
I порядка (растительноядные) - потребляют продуценты
II порядка (хищники) – потребляют консументы I порядка.
III порядка потребляют консументы II порядка.

3. Детритофаги
это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками (опавшие листья, фекали, мёртвые животные - это называется детрит).
Это грифы, гиены, черви, раки, термиты, муравьи, грибы, бактерии
Функция – детритофаги питаясь мёртвой органикой разлагают её.
Отмирая, сами становятся частью детрита.

Биогенное вещество – вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми
организмами; источник мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть)

Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии Круговорот воды на Земле
осуществляется под влиянием солнечной энергии, гравитации, жизнедеятельности организмов.
Основной признак биосферы – участие во всех ее процессах живого вещества, при этом
одну из важнейших ролей играет вода.

Биогеохимический цикл химического элемента –
это круговорот элемента включающий переход из неживой среды, в живые организмы и обратно
(кислород, углерод, азот).
Углерод (С)
Жизнь на Земле основана на углероде
В сухой массе растений и бесскелетных животных ≈ 50% углерода

Кругооборот фосфора
В различных минералах фосфор содержится в виде ионов.
Растения поглощают ионы из водного раствора и включают в состав различных органов соединений.
По пищевым цепям он переходит от растений к другим организмам.

Кругооборот азота
Основная часть азота находится в воздухе (78%). Растения не могут усваивать азот непосредственно, а только в виде ионов NH4+ и NO3-. Бактерии и сине-зелёные водоросли, способные превращать газообразный азот в ионы.
Азот бобовых растений → консументы I → органические соединения азота после гибели организмов при помощи бактерий-редуцентов разлагаются до аммиака и нитратов.

Наибольшую роль выполняют основные биогенные элементы – это химические элементы постоянно входящие в состав организмов.
кислород (70% массы ор­ганизмов)
углерод (18%)
водород (10%)
Живое вещество - это совокупность биомассы живых организмов в биосфере.
Для синтеза живого вещества необходимо около 40 элементов.

3 учебный вопрос
Техносфера,
ноосфера,
техносферогенез

Техносфера
— это часть биосферы, коренным образом преобразованная
человеком в технические и техногенные объекты (здания, дороги, механизмы и т.п.).
Техносфера - часть ноосферы.

Антагонизм биосферы и техносферы
Биосфера
Природа миллионы лет без ресурсного голода, замкнутый, самосогласованный оборот
ресурсов.
О2 ≈ 200 млрд. т
Техносфера
Цивилизация – 200 лет движения к ресурсной катастрофе
О2 ≈ 200млрд. т (за 50 лет)
ТЕХНОЛОГИИ
ПРИЧИНА КРИЗИСА
АНТОГОНИЗМ

Характерные черты глобального техногенеза XX в.
• появление нового, несвойственного биосфере элемента – техновещества.
На суше:
Техногенные соединения не имеют природных аналогов, оказывают воздействие на эколого-геохимическую обстановку в биосфере
использование ДДТ
влияние фреонов на озоновый слой
накопление металлов в почвах промышленных регионов

Техновещество обладает огромной геологической активностью и очень быстро изменяет облик планеты, расходует потенциальную энергию ныне существующей биосферы примерно в 10 раз быстрее, чем она может быть аккумулирована всем современным живым веществом.
Техносферогенез – эволюционное развитие в техносфере

Ноосфера – это новое геологическое явление планеты, в которой человек стал крупнейшей геологической силой. Оболочка пронизанная
жизнью, но в своем развитии подчиняется природным закономерностям и техногенезу.
Функция ноосферы -
сохранение развитие здоровья человека, благополучия всего человечества, это возможно при использовании интеллектуального человеческого капитала.