Экология изучает экологические условия отдыха и лечения. Приоритетные научные направления в области горной экологии

24.09.2019

2.Какой вклад в биологию вложил к. Линней, ф. Реди, д. Эррел?

Карл Линней-шведский ученый-естествоиспытатель, создал единую систему классификации животных и растений, ввёл таксонометрические категории.

Реди в своем труде «Опыты о размножении насекомых» (1668) сумел экспериментально опровергнуть представление о том, что существуют живые организмы, самозарождающиеся в нечистотах. Другая его работа «Наблюдения над животными, живущими в живых же животных» (1684) также была связана с полемикой вокруг возможности самопроизвольного зарождения организмов. Он описал строение ленточных и круглых червей, а также органы размножения у самок и самцов аскарид.Тем не менее работы Реди имели существенное значение для опровержения ошибочной гипотезы самозарождения организмов, тем самым он наметил верное направление для будущих исследователей в этой области.

Эррел- первооткрыватель бактериофагов, которых детально описал и предложил использовать для лечения инфекционных заболеваний.

3.Какой вклад в общую биологию вложил л. Пастер, ч. Дарвин, г. Мендель?

Пастер стал одним из основоположников микробиологии и иммунологии. Его работы в области строения кристаллов и явления поляризации легли в основу стереохимии, создал технологию пастеризации.

Дарвин один из первых продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени, доказал, что основной движущей силой является естественный отбор и изменчивость.

4. Какой вклад в общую биологию вложил Ивановский, а.И. Опарин?

Опарин впервые высказал предположение о составе первичной атмосферы Земли и о возможности образования органических соединений из неорганических под действием мощных электрических разрядов.

Ивановский

5. Назовите уровни организации живой материи, согласно иерархии.

микромир – мир атомов и элементарных частиц – предельно малых непосредственно ненаблюдаемых объектов, размерность от 10-8 см до 10-16 см, а время жизни – от бесконечности до 10-24 с.

макромир – мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин: земных расстояний и скоростей, масс и объемов; размерность макрообъектов соотносима с масштабами человеческого опыта – пространственные величины от долей миллиметра до километров и временные измерения от долей секунды до лет.

мегамир – мир космоса (планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики); мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние измеряется световыми годами, а время миллионами и миллиардами лет

1.3. Разделы и направления экологии

В экологии в соответствии с уровнями организации живого объективно выделяются разделы, изучающие органический мир на уровне особи (организма), популяции, вида, биоценоза, экосистемы (биогеоценоза) и биосферы (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Уровни организации материи (по Н. И. Николайкину, 2004)

В последнее время в экологии принято выделять разделы в зависимости от конкретного биологического объекта (экология растений, экология животных, экология микроорганизмов), среды, местообитания организмов (экология суши, экология озера, моря, экология почвы, гидросферы), уровня организации живого. Одним из разделов экологии является экология человека. В экологии человека выделяют два важных направления. Одно связано с влиянием природной среды и ее компонентов на антропосистему (все структурные уровни человечества, все группы людей и индивидуумы), другое вытекает из необходимости изучать последствия антропогенной деятельности.

Современная экология включает в себя следующие направления (рисунок 1.3). В состав современной экологии входят:

– общая (классическая) экология, изучающая взаимодействия биологических систем с окружающей средой;

– геоэкология (ландшафтная экология), исследующая экосистемы (геоэкосистемы) высоких уровней, до биосферного включительно; интересы геоэкологии сосредоточены на анализе структуры и функционирования ландшафтов (природных комплексов географического ранга), взаимоотношений их составных биотических и косных (абиотических, неживых) компонентов, воздействия общества на природные составляющие;

– глобальная экология, изучающая общие законы функционирования биосферы как глобальной экологической системы;

– социальная экология, рассматривающая взаимоотношения в системе «общество – природа»;

– прикладная экология, изучающая механизмы воздействия человека на биосферу, способы предотвращения негативного воздействия и его последствий, разрабатывающая принципы рационального использования природных ресурсов. Она базируется на законах, правилах и принципах экологии и природопользования.

Рисунок 1.3 – Структура современной экологии

Одним из направлений современной экологии является экономическая экология, связанная с использованием природных ресурсов. Успешно развивается инженерная экология, решающая вопросы устранения отрицательных последствий вмешательства человека в природные сообщества.

При всем многообразии в современной экологии можно выделить три ветви: общая экология (классическая экология), геоэкология и прикладная экология.

Классическая экология изучает биологические системы, т. е. занимается исследованием органического мира на уровнях особей, популяций, видов, сообществ. В связи с этим выделяют:

– аутэкологию (экологию особей) – (от греч. аutos – сам) – устанавливает пределы существования особи (организма) в окружающей среде, изучает реакции организмов на воздействия факторов среды. Аутэкология в качестве живой системы рассматривает отдельный живой организм – растение, животное или микроорганизм. Термин «аутэкология» был введен швейцарским ботаником К. Шретером в 1896 г.;

– демэкологию (экологию популяций) – (от греч. demos – народ) – изучает естественные группы особей одного вида – популяции, условия их формирования, внутрипопуляционные взаимоотношения, динамику численности;

– эйдэкологию (экологию видов) – (от греч. eidos – образ, вид) – изучает вид как определенный уровень организации живой природы. В этом направлении проведено еще недостаточно научных исследований;

– синэкологию (экологию сообществ) – (от греч. sin – вместе) – изучает ассациации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой. Термин введен К. Шретером в 1902 г.

Задачи и основные направления в экологии. Основные понятия и термины.

Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г. и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме или домоводство (ойкал - дом, жилище; логос - учение).

Следовательно, экология занимается, прежде всего, выяснением и изучением взаимоотношений организмов со средой обитания. Под взаимоотношениями при этом понимается как влияние среды на организмы, так и влияние организмов на среду.

В последние десятилетия термин «экология» существенно трансформировался. Она стала больше ориентированной на человека, в связи с его исключительным влиянием на среду и возникающими в связи с этим проблемами здоровья и выживания человечества.

Идеи экологии стали проникать во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно внедряется в гуманитарные области знаний. Т.е. формируется экологическое мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технические процессы и сферы деятельности людей. Например, применительно к вашей сфере деятельности появились и используются такие понятия как экологическое воспитание, экология культуры, экология сознания, экология взаимоотношений людей и т. п. В процессе становления находится экологическая психология.

В более узком смысле экология делится на три основных направления:

1) биологическая - рассматривающая взаимоотношения между отдельными организациями и факторами среды или средами жизни, а также экологические закономерности существования популяций, функционирование экосистем разного порядка и функционирование биосферы.

2) географическая - геоэкология - изучающая связи между неживой природой и окружающей средой, также отношения природы с человеческим обществом, обусловленные его хозяйственной деятельностью.

3) социальная экология и экология человека - изучающая специфические связи между обществом, природой, человеком и его жизненной средой (окружением).

Объектом исследования экологии являются не конкретные объекты, явления, процессы, а связи.

Экология человека и социальная экология.

По мнению Н. Ф. Реймерса (1992г.) почти одновременно с классовой биоэкологией под другим названием возникла экология человека. На протяжении многих лет она формировалась в двух направлениях - собственно экология человека как организма и социальной экологией. Экология человека старше и шире по содержанию, чем социальная экология.

Согласно Н. Ф. Реймерсу разделение дисциплин «экология человека» и «социальная экология» следует проводить по дуалистическим качествам самого человека. Когда речь идет от индивидуума, организма - это «экология человека» (как аутэкология особи); когда рассматривается социальный ряд - это «социальная экология».

Основные понятия, термины экологии. Системность экологии.

Современные экологические представления опираются на широкую понятийную базу, заимствованную из биологии, географии, экономики, социологии, философии, а также возникшую в процессе формирования экологии как науки.

Основным понятием и основной таксономической и функциональной единицей в экологии является экосистема (Тэнсли, 1935г.) - это любое сообщество живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистемы - способность осуществить круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Близким к понятию «экосистема» является понятие «биоценоз» (Сукачев). Его обычно применяют только к сухопутным природным системам и в него обязательно входит растительный покров (например, участок леса, степи, луга - сравни - гниющий ствол дерева, лужа - экосистемы).

Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями. Популяция - это часть вида (совокупность особи одного вида), занимающая относительное однородное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию определенной численности.

Системность экологии.

Экология как наука рассматривает экологические системы, звенья и элементы которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, т.е. в ее основе лежит системная концепция . В соответствии с ней, весь окружающий нас мир материальный и нематериальный представляет собой систему, состоящую из бессмысленного множества систем разного порядка и соединяющих их связей.

Обычно выделяют три типа систем:

1. замкнутые , которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией.

2. закрытые , которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом (космический корабль).

3. открытые , которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Практически все природные (экологические) системы относятся к типу открытых.

Существование систем немыслимо без связей, которые делят на прямые и обратные.

Прямой называют такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции. Например, действия Солнца на земные процессы. При обратной связи элемент В отвечает на действия элемента А. Обратные связи бывают положительными и отрицательными.

При обратной связи элемент В отвечает на действия элемента А.Они играют значительную роль в экологических процессах. Обратные связи бывают положительные и отрицательные.

Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном направлении.

Человеческая деятельность в природе приводит к нарушению этих связей, что ведет к разрушению экосистем или переходу их в другое состояние.

Иерархия уровней организации.

Для понимания содержания и организации современной экологии можно исходить из концепции уровней организации. В соответствии с ней уровни организации в данном случае организации живого: сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген, образуют иерархически организованную структуру жизни. Экология изучает, главным образом, системы выше уровня организма, рассматривая их во взаимодействии с неживой природой (абиотической средой). Например, сообщество и неживая природа, функционируя, совместно образуют экологическую систему или экосистему. Самая крупная экосистема, которую мы знаем, это биосфера или экосфера. Она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической (неживой) средой Земли как единое целое.

Принцип эмерджентности .

Важное следствие иерархической организации систем состоит в том, что по мере объединения компонентов (элементов) в более крупные функциональные единицы, у этих новых единиц, возникают новые свойства, отсутствующие на предыдущем уровне. Такие универсальные свойства систем, в том числе и экосистем, называются эмерджентными . Такие качественно новые эмерджентные свойства нельзя предсказать исходя из свойств компонентов (элементов), составляющих этот уровень или единицу (систему). Эмерджентность можно выразить исходя также из понятия о несводимых свойствах , суть которого заключается в том, что свойства целого невозможно свести к сумме свойств его части. Следовательно, для объяснения явлений, происходящих на определенном уровне, практически нельзя использовать данные, полученные на предыдущем уровне; он должен быть изучен непосредственно.

Недоучет эмерджентности может привести к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем или конструировании и реконструкции систем для выполнения определенных целей. Агроценоз - низкая способность к саморегулированию и устойчивость - сравним луг, лес и т.п.

Энергетические процессы в экосистемах.

Энергетические процессы в экосистемах, которые являются открытыми и неравновесными подчиняются первому и второму началам термодинамики. При рассеивании энергии нарушается степень упорядоченности системы. Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия , т.е. мера беспорядка системы.

Живые организмы и нормально функционирующие экосистемы характеризуются высокой степенью упорядоченности и противостоят энтропии, сохраняя определенный уровень энергии - сравним живой и мертвый организм. Показатель противоположный энтропии носит название негэнтропия . Основным свойством нормально функционирующих природных экосистем является способность извлекать негэнтропию из внешней среды (солнечную энергию) и тем самым поддерживать свою высокую упорядоченность.

В экологии объективно выделяются подразделения, изучающие органический мир на уровне особи, популяции, вида, биоценоза, биогеоценоза (экосистемы) и биосферы.

В связи с этим уже можно чётко выделить:

аутэкологию (экология особей)

демэкологию (экология популяций),

эйдэкологию (экология видов)

синэкологию (экология сообществ).

Задачей аутэкологии является установление пределов существования особи (организма) и тех пределов физико-химических факторов, которые организм выбирает из всего диапазона их значений. Изучение реакций организмов на воздействия факторов среды позволяет выявить не только эти пределы, но и физические, а также морфологические изменения, характерные для данных особей.

Демэкология изучает естественные группировки особей одного вида, т.е. популяции – элементарные надорганизменные макросистемы. Важнейшей задачей её является выяснение условий, при которых формируются популяции, а также изучение внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, организации (структуры), динамики численности популяций.

Эйдэкология - наименее разработанное подразделение современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как надорганизменная биологическая макросистема еще не стал объектом экологических исследований. Это объясняется тем, что по мере развития экологии внимание и интерес исследователей с организма, т.е. с аутэкологии, переключились на популяцию – дэмэкологию, а затем на биоценоз, биогеоценоз и биосферу в целом.

Синэкология изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, пути формирования и развития последних, структуру и динамику, взаимодействие их с физико-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность и другие особенности. Базируясь на аут-, дем-, и эйдэкологии, синэкология приобретает чётко выраженный общебиологический характер. В основе аут-, дем-, и эйдэкологических исследований лежат особь, популяция и вид конкретной группы живых существ. Синэкологические же исследования направлены на изучение сложного многовидового комплекса взаимосвязанных организмов (биоценоз), существующего в строго определённой физико-химической среде, на рассмотрение с качественной и количественной точки их соотношения.

14. Основные экологические проблемы современности и пути их решения

Проблемы:

1)Загрязнение атмосферы.

Существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт.

2)Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основные источники: ТЭС, промышленные отвалы, взрывные работы

3) Фотохимический туман (смог)

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят: озон, оксиды азота и серы, и т.д. Из-за такого явления в атмосфере постепенно накапливается озон. По физиологическому воздействию на организм человека фотохимический туман крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

4) Химическое загрязнение природных вод

Внесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.

5) Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство.

6) Органическое загрязнение

В связи с быстрыми темпами урбанизации и замедленным строительством очистных сооружений, или их неудовлетворительной эксплуатацией, водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для болезнетворных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека, но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Решения :

усиление внимания к вопросам охраны природы и обеспечения рационального использования природных ресурсов;

установление систематического контроля за использованием предприятиями и организациями земель, вод, лесов, недр и других природных богатств;

усиление внимания к вопросам по предотвращению загрязнений и засоления почв, поверхностных и подземных вод;

уделение большего внимания сохранению водоохранных и защитных функций лесов, сохранению и воспроизводству растительного и животного мира, предотвращению загрязнения атмосферного воздуха;

усиление борьбы с производственным и бытовым шумом.

1.Что изучает наука «Экология» и какие её научные направления Вам известны?

Экология - наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах.

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

Аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды) с окружающей его средой ;

Синэкологию (биоценологию)- изучающую взаимоотношений популяций, сообществ и экосистем со средой

2.Какой вклад в биологию вложил К. Линней, Ф. Реди, Д. Эррел?

36. Дем-экология (популяционная экология) – изучает взаимодействия между организмами одного вида в пределах популяций и средой их обитания, а также экологические закономерности существования популяций.

37. Вид - единица биологической систематики живых организмов, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.

38. Популяция – группа свободно скрещивающихся особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющая общую территорию.

39. Гомеостаз популяции – поддержание оптимальных в данных условиях численности.

40. Кривая роста.

41. Биотический потенциал - важнейший условный показатель, отражающий способность популяции к размножению, выживанию и развитию при оптимальных экологических условиях.

42. Ёмкость среды (давление среды) – пределы ресурсов, за счёт которых существуют виды.

43. Половая структура популяции представляет собой соотношение в ней особей разного пола.

44. Возрастная структура популяции – соотношение особей различных возрастов.

45. Что такое среда обитания, и какие среды жизни заселены организмами? Среда обитания – непосредственное окружение организма. Заселённые: водная, наземно-воздушная, почва, сами организмы.

46. Какие факторы относятся к экологическим факторам среды – биотические, абиотические, антропогенные.

47. Какие факторы среды организм не может изменить, а может только приспособиться к ним.

48. Какое свойство живых организмов является основным и почему?

49. Сформулируйте и изобразите графически «Закон оптимума»: результат действия переменного фактора зависит от силы его проявления, как недостаточное, так и избыточное действие факторов отрицательно сказываются на живых организмах.

50. От чего зависит толерантность организма? Толерантность зависит от адаптации организмов к среде обитания.

51. Сформулируйте закон толерантности: лимитирующим фактором существования вида может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия.

52. Сформулируйте «Правило взаимодействия факторов»: зона оптимума и пределы выносливости организмов к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от силы и сочетания одновременного действия других факторов.

53. Сформулируйте «Правило минимума Либиха»: рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве.

54. Какие факторы ограничивают жизнедеятельность организмов и влияют на их распространение?

55. Каковы последствия одновременного действия нескольких факторов на организм.

56. Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он взаимодействует.

57. Экологические факторы – это свойства и элементы среды, воздействующие на организм.

58. Биотические факторы – формы воздействия живых организмов друг на друга.

59. Абиотические факторы – факторы неживой природы (свет, температура, влажность).

60. Антропогенные факторы – воздействие человека, приводящее к изменениям в окружающей среде.

61. Адаптация - процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды.

62. Пассивный путь приспособления – это подчинение жизненных функций организма к изменениям окружающей среды.

63. Активный путь приспособления – это усиление сопротивляемости организма по отношению к окружающей среде.

64. Толерантность – это способность организмов переносить отклонения действия экологических факторов от оптимальных для себя.

65. Экологический спектр вида – это совокупность экологических толерантностей по отношению к разным факторам среды.

66. Стенобионты – это виды, для существования которых необходимы строго определённые экологические условия.

67. Эврибионты – это виды, которые способны жить в различных экологических условиях.

Экология изучает экологические условия отдыха и лечения. Приоритетные научные направления в области горной экологии

Читайте также

2.Какой вклад в биологию вложил к. Линней, ф. Реди, д. Эррел?

3.Какой вклад в общую биологию вложил л. Пастер, ч. Дарвин, г. Мендель?

4. Какой вклад в общую биологию вложил Ивановский, а.И. Опарин?

5. Назовите уровни организации живой материи, согласно иерархии.

1.3. Разделы и направления экологии

14. Основные экологические проблемы современности и пути их решения