§ 30. Экология. Повторение

Вопрос 1. Чем наука экология может быть полезна людям?

Экология сохраняет живую природу, среду обитания человека. Без этого чеовечество обречено на вымирание вместе с остатками природы, которые оно еще не уничтожило в результате своей хозяйственной деятельности. Экология старается решать проблемы с природой разного уровня, не давая нам забыть, что мы лишь часть природы, а не властны над нею.

Вопрос 2. Проиллюстрируйте законы Б. Коммонера на изученном материале экологии.

Первый закон. Все связано со всем. Это закон об экосистемах и биосфере, обращающий внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Он призван предостеречь человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что модет привести к непредвиденным последствиям. (например, осушение болот приводит к обмелению рек).

Второй закон. Все должно куда-то деваться. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которых неизбежны, и потому необходимо думать, как об уменьшении их количества, так и о последующем их использовании.

Третий закон. Природа "знает" лучше. Это закон разумного, сознательного природопользования. Нельзя забывать, что человек - тоже биологический вид, что он - часть природы, а не ее властелин. Это означает, что нельзя пытаться покорить природу, а нужно сотрудничать с ней. Пока мы не имеем полной информации о механизмах и функциях природы, а без точного знания последствий преобразования природы недопустимы никакие ее "улучшения".

Четвертый закон. Ничто не дается даром. Это закон рационального природопользования. "...Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения". Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека и т д.

Вопрос 3. Проиллюстрируйте принципы экологии из § 1 на материале изученных параграфов.

Принцип Ле Шателье (Брауна)– при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции.

Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное взаимодействие.

Вопрос 4. Что такое приспособления (адаптация) и почему о них полезно знать?

Приспособления – это адаптации организмов к условиям существования. Адаптации выражаются в особенностях внешнего и внутреннего строения, поведения, физиологических процессов, развития и размножения. Окраска оперения, шерсти, цвет насекомых нужны не только, чтобы радовать глаз человека. Там, где на первый взгляд, кажется, что нет ни одного живого существа, оказывается их много, только нашему глазу их не увидеть с первой попытки. Живые организмы маскируются под других живых организмов, под предметы неживой природы для маскировки, выбирают яркие цвета окраски для отпугивания своих врагов. Иногда один неядовитый вид маскируется под ядовитый, чтобы его не съели (важно для человека остерегаться таких маскировок).

Вопрос 5. Сколько видов организмов может жить в одной экологической нише?

Каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу.

НО. Закон (принцип) исключения Гаузе гласит: два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу, но в разных местностях почему бы и нет.

Вопрос 6. Чем различаются условия обитания в разных средах жизни?

Вопрос 7. Почему при борьбе с вредителем важно знать область его оптимума?

Зона оптимума – это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Отклонения от оптимума определяют зоны пессимума. В них организмы испытывают угнетение. Минимально и максимально переносимые значения фактора – это критические точки, за которыми организм гибнет, поэтому для эффективной борьбы с вредителем необходимо знать область его оптимума.

Вопрос 8. Какие полезные уроки человечество может извлечь из учения о популяции?

1. При увеличении плотности популяции, возникает конкуренция за пищевые ресурсы.

2. Генетический состав популяций - определяется изменчивостью и разнообразием генотипов. Один и тот же генотип в разных условиях способен привести к появлению различающихся фенотипов. Чем больше популяция генетически разнообразна, тем выше её адаптивность, пластичность.

3. Поддержание определенной численности (плотности) популяции зависит от целого ряда факторов среды.

Вопрос 9. Могут ли две популяции одного вида жить на одной территории?

Могут только, если эта территория – ареал данного вида. А по-другому – нет, потому что вид не разобщали бы на отдельные скопления (популяции), если бы 2 скопления жили в одном «загоне».

Вопрос 10. Как следует использовать знания по динамике численности для организации правильной охоты и промысла, чтобы не истощать эксплуатируемую популяцию?

В годы увеличения численности охотничьих или промысловых видов, устанавливают или поголовный отстрел, или неограниченный (смотря как нужно стабилизировать численность вида). В годы с небольшой плотностью вида, отстрел или промысл запрещается.

Вопрос 11. В чём различие приспособлений, основанных на высокой плодовитости и высокой выживаемости?

При высокой плодовитости популяции, инстинкт заботы проявляется только с поиском места размножения. А если плодовитость низкая, а выжить (организму, популяции, виду) нужно, то родители будут не только искать более благоприятное место для размножения, но и заботиться о потомстве, кормить, обрегать от любой опасности.

Вопрос 12. Какие правила природопользования вытекают из учения об экосистеме?

1. Использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться на основе предвидения и максимально возможного предотвращения негативных последствий в экосистеме(-ах).

2. Использование природных ресурсов должно производиться на основе повышения интенсивности освоения природных ресурсов, в частности с уменьшением или устранением потерь полезных ископаемых при их добыче, транспортировке, обогащении и переработке.

3. Использование природных ресурсов должно реализовываться комплексно, разными отраслями народного хозяйства.

4. Использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться с учетом интересов разных отраслей хозяйства.

5. Использование и охрана природных ресурсов должны осуществляться с учетом местных условий в экосистеме.

6. Правило приоритета охраны природы над ее использованием: при использовании природных ресурсов должен соблюдаться приоритет экологической безопасности над экономической выгодностью.

Вопрос 13. Какую из двух систем – биоценоз или биогеоценоз – можно назвать живой? Как назвать другую?

Биоценоз – система живая (только живые организмы), а биогеоценоз – система смешаная (симбиотическая) (живые организмы + неживые компоненты).

Вопрос 14. Как знание закономерностей сукцессий может помочь в лесном хозяйстве?

Знание сукцессионного ряда предскажет, какой лес будет на месте вырубки или пожарища через 20, 50, 100 лет. Когда лес будет зрелый и можно будет заняться заготовкой. Какие мероприятия нужно предпринять для ускорения созревания леса, его защиты на разных этапах сукцессии.

Вопрос 15. Почему получение урожая требует постоянного вложения сил и средств?

Потому что в процессе хозяйственной деятельности поля имеют незамкнтутый круговорот веществ в следствии выноса органических веществ и изъятия их из круговорота веществ и превращения энергии. Поэтому требуются дополнительные затраты (удобрения, вода) на то, чтобы сохранить и поддержать существование агроэкосистем и получать урожаи.

Вопрос 16. «Мал золотник, да дорог». Какое отношение эта поговорка имеет к учению о биосфере?

Эта поговорка (с моей точки зрения) может трактоваться в отношении Биосферы так: даже что-то совсем небольшое, может иметь огромное значение. Речь может идти о живых организмах и их значении, о зоне оптимума и лимитирующих факторах, о цепях питания и их трофических уровнях и т. д.

Например, мухи. Что будет если они исчезнут? Многие живые организмы питаются ими: птицы, лягушки, жабы. Без мух им трудно будет найти пропитание, и они вскоре тоже исчезнут, а после них и те виды, которые питаются последними.

Вопрос 17. Что означают эти понятия?

Экология – биологическая наука, изучающая взаимодействие организмов, популяций, сообществ и экосистем с их живым и неживым окружением.

Приспособления - адаптация организмов к условиям существования. Приспособление выражается в особенностях внешнего и внутреннего строения, поведения, физиологических процессов, развития и размножения.

Абиотические факторы среды - компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Например, температура, свет, солёность, магнитное поле Земли, почва и др.

Биотические факторы среды - формы воздействия организмов друг на друга, как внутри вида, так и между различными видами. Делятся на 4 группы (виды взаимодействия): топические — по изменению среды (разрывание почвы) трофические — пищевые отношения (продуценты, консументы, редуценты) фабрические — по жилищу (паразитические черви используют организм как среду обитания).

Антропогенные факторы среды – любое воздействие (как непосредственное, так и опосредованное) человека на окружающую среду — организмы, биогеоценозы, ландшафты, биосферу.

Наземно-воздушная среды обитания - биологическая среда обитания, находящаяся на поверхности земли и в нижних слоях атмосферы. Здесь распространена большая часть животных, растений, некоторые грибы, простейшие и бактерии.

Водная среды обитания – это водная оболочка нашей планеты (совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов), где есть жизнь.

Почва как среда обитания - рыхлый поверхностный слой земной коры, преобразованный в процессе выветривания и населенный живыми организмами. Как плодородный слой, почва обеспечивает существование растений.

Организм как среда обитания. Организмы часто являются средой обитания для других организмов. Организм — это сложно устроенная, оказывающая неоднозначное влияние на своих обитателей среда. Живым существам, избравшим местом своего обитания другой организм, не надо заботиться о добывании пищи.

Экологическая ниша – место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды.

Закон оптимума – любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

Лимитирующий фактор - фактор среды, ограничивающий проявления жизнедеятельности организмов при приобретении им концентрации выше или ниже оптимальной.

Популяция - совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию в пределах его ареала, в большей или меньшей степени изолированную от других групп особей того же вида.

Структура популяции - соотношение особей по какому-либо признаку или по характеру их распределения в среде обитания. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.

Ёмкость среды – число особей или их сообществ, потребности которых могут быть удовлетворены ресурсами данного местообитания без заметного ущерба для его дальнейшего благосостояния.

Факторы, зависящие от плотности – это такие факторы, которые варьируют в зависимости от плотности популяции так, что доля популяции, испытывающая их воздействие, действительно различна при разной плотности. Связь факторов с плотностью может быть и положительной, и отрицательной. Так, например, смертность, которая в большинстве случаев с увеличением плотности возрастает, находится в положительной, или прямой, зависимости от плотности, а рождаемость, обычно снижающаяся с увеличением плотности популяции, — в отрицательной, или обратной, зависимости. Факторы, зависящие от плотности – это механизмы, предотвращающие перенаселение и способствующие установлению устойчивого равновесия.

Факторы, не зависящие от плотности – это такие факторы, действие которых испытывает одна и та же доля популяции независимо от ее плотности, называют факторами, не зависящими от плотности. Подобным образом часто, хотя и не обязательно всегда, действуют на популяцию климатические факторы.

Экосистема – любое единство (самого разного объема и ранга) всех организмов (т. е. биоценоз) на данном участке (биотопе), взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создает четкую трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (т. е. обмен между абиотической и биотической средой) внутри системы.

Продуценты – организмы-автотрофы, создающие первичное органическое вещество из неорганических.

Консументы – организмы, питающиеся готовыми органическими веществами других организмов.

Редуценты - организмы, разрушающие отмершие останки живых существ, превращая их в неорганические и простейшие органические соединения.

Цепь питания (трофическая цепь) – последовательность организм в которой каждый предыдущий служит пищей последующему.

Трофический уровень – это положение организма в пищевой цепи.

Пищевая пирамида – способ изображения перехода разных показателей с одного трофического уровня на другой. Пирамида численности показывает число особей на каждом трофическом уровне, пирамида биомасс – массу этих особей, пирамида энергии – поток энергии, протекающий через каждый трофический уровень.

Биоценоз – это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой окружающей их средой.

Биогеоценоз - система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема).

Сукцессии – это способ воспроизведения или восстановления экосистемы. Сукцессия – последовательная необратимая смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате природных факторов или воздействия человека.

Агроэкосистема – сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат её составляющих на поля для обеспечения круговорота минеральных и органических веществ.

Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера охватывает всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы (до нижней границы озонового слоя, 20 – 25 км), верхнюю часть литосферы (3 – 3,5 км).

Живое вещество – вся совокупность живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

Ноосфера – новое состояние биосферы, связанное с разумной деятельностью человека — решающим фактором её развития; всё, созданное человеческим разумом, в отличие от природного, первозданного.

Вопрос 18. Жизненная задача 3

Результат. Убеждение отдыхающих с помощью веских аргументов в том, что лучше любоваться цветами, не срывая их.

Если не знаете, что за растение перед Вами – лучше не рвать его! А вдуг его сок будет ядовитым, на коже может появиться место от ожога. Многие яркие цветы кроют за собой опасность.

Многие виды цветковых растений размножаются с помощью семян, которые образуются после опыления и последующего оплодотворения. Если Вы сорвете цветок или соцветие – семян не будет. И, возможно, этот цветок, растение никогда больше не появится вблизи этого города.

Еще одна причина, почему не нужно рвать цветы или растения. Многие лесные растения обладают очень широким диапазоном фармакологических свойств. Они обладают жаропонижающими свойствами, отхаркивающим действием, обладают противовоспалительным эффектом, содержат вещества, регулирующие работу ЖКТ, обмен веществ, приводят в норму кровяное давление и др. В настоящее время сырьевая база лесных лекарственных растений сокращается. В Красную книгу занесено много таких растений.