Экологическая система

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

Московский государственный институт индустрии туризма имена Ю.А. Сенкевича

КАФЕДРА ИСТОРИИ И ФИЛОСОФИИ НАУКИ

РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Концепции современного естествознания»

Тема «Экологические системы»

Выполнила: студентка

1курса 317 ТУ учебной группы

Факультет заочного обучения

Каменева Полина Алексеевна

Москва 2013

План

Введение

1. Понятие экосистемы

2. Виды экосистем

3. Роль звена в экосистеме

4. Биота

5. Абиотические факторы

6. Характеристика биотической структуры

6.1 Продуценты

6.2 Консументы

6.3 Детритофаги

6.4 Редуценты

7. Плавила Ю. Либиха и лимитирующие факторы

8. Роль загрязненности воздуха

Заключение

Введение

Взаимодействие жителей нашей планеты с природой - одно из более трудоёмких и тяжело преодолимых проблем нашего времени. Сейчас стало неоспоримым что задачи сохранения окружающей среды и экономического развития взаимосвязаны: разрушая и истощая природную среду невероятно обеспечить стойкое экономическое развитие. Мы выяснили что, экосистема это совместное обитание живых организмов находящихся в одинаковых условиях существования и взаимосвязи с друг другом. Понятие экосистемы очень широкое, оно не связано с конкретным участком земли. Оно применимо ко всем стабильным системам живых и неживых компонентов. Так же мы выяснили, что солнце для консументов, продуцентов, и редуцентов играет очень важную роль для их роста и развития.

1. Понятия экосистемы

Существует большинство понятий экосистемы. Так первым в 1935г. предложил суждение экосистемы английский эколог А.Тенсли. Он оценивал экосистему как главную плоскость земли. Следовательно , Экосистема - это комплексность всех живых организмов и среды их обитания, имеющихся вследствие круговороту веществ, и образующих стабильную систему жизни.

Любую комплексность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют - экологической системой или экосистемой.

2. Виды экосистем

Все экосистемы невероятно разные. Они находятся в зависимости от множества факторов, от климата, геологических критерий и воздействия человека. Экосистемы могут быть естественными или антропогенными.

Естественные (природные) экосистемы - создаются под воздействием естественных факторов, оттого человек может оказывать на их незначительное влияние.

Антропогенные (искусственные) экосистемы - создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности: ландшафты с посевами и стадами скота, города, лесопосадки, огороды, фермы. В совокупность антропогенных экосистем могут вступать сохранившиеся более мелкие естественные экосистемы .

По источнику энергии естественные и антропогенные экосистемы делятся на автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофные экосистемы Большая доля экосистем, скажем: сельскохозяйственные - считаются фотоавтотрофными. В сельскохозяйственные экосистемы человек создаёт энергию, которая называется антропогенной т.е это может быть удобрения, горючее для транспорта и т.п, но её место незначительно в сравнении с используемой экосистемой солнечной энергией.

Гетеротрофные экосистемы - это организмы, которые применяют для питания органические вещества, выполненными иными организмами, называются гетеротрофами. К ним относятся человек, все животные, грибы, большая доля бактерий и вирусов.

Все земные экосистемы можно разбить на наземные и водные.

Наземные экосистемы (биомы)- это леса, степи, пустыни. Различаются они тем, что в разных регионах мира они проявляются по разному: скажем так, разной температурой в различных местностях, разной численностью осадков, а так же типом почв. Связь этих факторов приводит к образованию тропических, умеренных, полярных, пустынных, травянистых или лесных экосистем.

Водные экосистемы - это пруды, озёра, реки, болота, моря , открытые океаны, коралловые рифы, устья рек или заливы океанов , где смешивается солёная и пресная вода. Различия этих экосистем -численность растворённых питательных веществ в воде (солёность), глубина проникновения солнечных лучей, средняя температура воды.

3. Роль звена в экосистеме

Функция звена в экосистеме заключается в том, что при взаимосвязи всех пищевых групп в сообществе - это положения их существования. Пищевые связи среди организмами, при которых организмы одних видов служат пищей для других. В частности, растения служат пищей для растительноядных животных, а они -- для хищников. Возникновение в каждой экосистеме на основе пищевых цепей питания, скажем так: растения --» полевка -- лисица. Растение начальный элемент цепи питания. Применение запасенной растениями в органических веществах солнечной энергии гетеротрофами -- всеми остальными звеньями цепи питания.

Главными компонентами экосистемы являются химические соединения - вода, диоксид углерода, а также кислород (но не всегда) и некоторые другие неорганические вещества, живые организмы. Каждой экосистеме для своего функционального состояния необходим наплыв энергии, первым источником которой является Солнце. Электромагнитное излучение Солнца преобразуется в энергию химических связей органических веществ, которые создают в процессе фотосинтеза зеленые растения.

Химические элементы в экосистемах совершают круговорот, притом обмен элементами среди составных частях экосистемы сбалансирован. В частности, круговорот углерода и кислорода обеспечивается взаимодополняющими процессами фотосинтеза и дыхания. Круговорот элементов в экосистеме невозможен без солнечного излучения, потому от последнего зависит процесс фотосинтеза. В экосистемах поток энергии постоянно начинается с солнечной радиации, улавливаемой в процессе фотосинтеза и используемой для образования молекул углеводов. Энергия не циркулирует в экосистемах, а передается от фотосинтезирующих организмов, т.е. растений, водорослей и некоторых бактерий к животным и гетеротрофным простейшим, а поэтому к микроорганизмам. На каждом этапе основная ее доля рассеивается в форме тепла, в конечном итоге возвращающегося в мировое пространство в виде инфракрасного излучения.

экосистема биотический продуцент

4. Биомта

Биота -- это совокупность видов живых организмов, сложившаяся в историческую эпоху, соединённой областью распространения в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи.

В состав биоты входят как представители клеточных организмов (растения, животные, грибы, бактерии, протисты и пр.), так и бесклеточных организмов (например, вирусы).

Биота является важнейшей частью экосистемы и биосферы. Биота активно участвует в биогеохимических процессах.

5. Абиотические факторы

Факторы неживой природы, физические и химические по своему характеру. К ним относятся: свет, температура, влажность, давление, соленость (особенно в водной среде), минеральный состав (в почве, в грунте водоемов), движения воздушных масс (ветер), движения водных масс (течения) и т.д. Сочетание разных абиотических факторов определяет распространение видов организмов по разным областям земного шара. Например: биологический вид встречается не по всей местности, а в тех районах, где имеются необходимые условия для его существования. Особенно этим объясняется географическая особенность различных видов на поверхности нашей земли.

Свет является самым важным для всех живых организмов. Потому, что это единственный источник энергии для всего живого. Изменения светового дня в течение года имеют огромную важность и для животных умеренного пояса. Сезонностью обусловлено увеличение многих видов, перемена оперения и мехового покрова, рогов у копытных, метаморфоз у насекомых, миграции рыб, птиц.

Температура является не менее важным абиотическим фактором, чем свет. Множество живых существ может жить лишь в температуре от -50 до +50 °С. И главным образом в местах обитания организмов на Земле отмечаются температуры, не выходящие за эти пределы. Всё- таки есть виды, которые приспособились к существованию при очень высоких или низких значениях температуры. Некоторые бактерии, круглые черви могут обитать в горячих источниках с температурой до +85 °С. В Арктике и Антарктиде могут сталкиваться разные виды теплокровных животных -- белые медведи, пингвины.

Температура значительно влияет на темпы развития, физиологическую интенсивность живых организмов, потому как она подвержена суточным или сезонным колебаниям.

Остальные абиотические факторы не менее важны, но в разной степени для разных групп живых организмов. Для всех наземных видов главную роль играет влажность, а для водных -- соленость. На фауну и флору островов в океанах и морях значительное воздействие оказывает ветер. Для обитателей почвы важна ее структура, т. е. размер грунта.

6. Характеристика биотической структуры

Экосистема основана на единстве живого и неживого вещества. Суть этого единства проявляется в следующем. Из элементов неживой природы, главным образом молекулы углекислого газа и воды, под воздействием энергии солнца синтезируются органические вещества, соединяющие все живое на планете. Развитие создания органического вещества в природе происходит в одно время с противоположным процессом - потреблением и разложением этого вещества вторично на исходные неорганические соединения. Множество этих процессов протекает в рамках экосистем различных уровней иерархии. Для того чтобы эти процессы были на равне , природа за миллиарды лет отработала определенную структуру живого вещества системы.

Движущей силой в каждой материальной системе служит - энергия. В экосистемы она поступает главным образом от Солнца. Растения за вычислением содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения Солнца и используют ее для синтеза основания любого органического вещества - глюкозы C6H12O6.

Кинетическая энергия солнечного излучения преобразуется таким образом в потенциальную энергию, запасенную глюкозой. Из глюкозы совместно с получаемыми из почвы минеральными элементами питания - биогенами - образуются все ткани растительного мира - белки, углеводы, жиры, липиды, ДНК, РНК, то есть органическое вещество планеты.

Кроме растений формировать органическое вещество могут некоторые бактерии. Они создают свои ткани, запасая в них, как и растения, потенциальную энергию из углекислого газа без участия солнечной энергии. Вместо нее они используют энергию, которая образуется при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы (в глубоких океанических впадинах, куда не проникает солнечный свет, но где в изобилии скапливается сероводород, обнаружены уникальные экосистемы). Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы называются хемосинтетиками.

Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды. Их называют продуцентами или автотрофами.

6.1 Продуценты

Продуценты - это организмы, способные производить органические вещества из неорганических, то есть, все автотрофы^[1]. Это зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), но некоторые виды бактерий хемотрофов способны на чисто химический синтез органики без солнечного света.

Освобождение запасенной продуцентами потенциальной энергии обеспечивает бытие всех остальных видов живого на земле. Виды, потребляющие созданную продуцентами органику как основу вещества и энергии для своей жизнедеятельности, называются - консументами (гетеротрофы).

6.2 Консументы

Консументы - это разнообразные организмы (от микроорганизмов до синих китов): простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека. Консументы, в свою очередь, делятся на ряд подгрупп в соответствии с различиями в источниках их питания.

Консументы первого порядка (первичные консументы) - это те животные, которые питаются продуцентами. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы. Например, кролик, питающийся морковкой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Отдельные виды живых организмов соответствуют нескольким таким уровням. Например, иной раз человек ест овощи - он консумент первого порядка, говядину - консумент второго порядка, а употребляя в пищу хищную рыбу, выступает в роли консумента третьего порядка.

Первичные консументы, те кто питаются лишь растениями, называются растительноядными (фитофоги).

6.3 Детритофаги

Консументы второго и более высоких порядков - плотоядные. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным, например, человек. Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья, трупы животных, продукты систем выделения, называются - детритом. Существует много организмов, специализирующихся на питании детритом. Они называются детритофагами. Примером могут служить грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.п.

6.4 Редуценты

В конечном счете, значимая доля детрита в экосистеме, в частности опавшие листья, древесина, в своем исходном виде не поедается животными, а гниет и разлагается в процессе питания ими грибов и бактерий. Отчего роль грибов и бактерий настолько специфична, их как правило выделяют в особую группу детритофагов и называют редуцентами. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают биогеохимический круговорот веществ, разлагая органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ и воду. Таким образом, вопреки на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них допускается выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

7. Плавила Ю. Либиха и лимитирующие факторы

В середине XIX в. немецкий ученый-агрохимик Ю. Либих изучал процессы питания растений и воздействие разнообразных факторов питания и на их величину. Он установил, что урожай культур нередко ограничивается (лимитируется) не теми элементами питания, которые требуются в больших количествах, скажем: углекислым газом и водой, а теми, которые необходимы в минимальных количествах, но которых и в почве очень мало (например, цинк). Либих писал: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени».

В простейшем виде, согласно к конкретным опытам ученого, закон минимума Либиха гласит: рост растения зависит от того элемента питания, который находится в минимальном количестве (минимуме). В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Закон минимума Либиха можно пояснить на примере. В почве содержатся все элементы минерального питания, необходимые для данного вида растений, кроме одного из них, например бора или цинка. Рост растений на такой почве будет угнетен. Если добавить в почву нужное количество бора (цинка), то это приведет к росту и увеличению урожая. Но если вносить другие химические соединения (например, азот, фосфор, калий) и даже удастся добиться того, что все они будут содержаться в оптимальных количествах, а бор (цинк) будет отсутствовать, это не даст никакого эффекта.

В экологии под лимитирующим (ограничивающим) фактором - понимается любой фактор, который не даёт процессу развиваться или существовать организму, виду или сообществу. Им может быть любой из действующих в природе экологических факторов: вода, тепло, свет, ветер, рельеф, содержание в почве необходимых для жизнедеятельности растений солей и химических элементов, а в водной среде -- химизм и качество воды, количество доступного кислорода и углекислого газа. Таким фактором может быть соперничество со стороны другого вида, присутствие хищника или паразита.

Изучая лимитирующие действия экологических факторов на насекомых, американский зоолог В. Шелфорд пришел к выводу, что лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия. В экологии такое положение носит название закона толерантности Шелфорда, сформулированного им в 1913 г. Диапазон между минимумом и максимумом определяет величину выносливости организма, который можно объяснить экологическим минимумом и экологическим максимумом. Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора -- это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно.

Для выражения степени толерантности в экологии используют термины с приставками стено- (узкий) и эври- (широкий). Маловыносливые организмы, ограниченные каким-либо экологическим фактором и способные обитать только в условиях устойчивого постоянства этого фактора, называют стенобионтами. К ним относятся многие паразиты, виды, обитающие в океанических глубинах, в пещерах, тропических лесах. Напротив, организмы, способные существовать при широких амплитудах изменчивости факторов окружающей среды, называют эврибионтами. К ним относятся многие наземные животные. Так, место обитания лисицы распространяется от лесотундры до степей.

Смысл закона толерантности вполне понятен. Упрощенно он может быть сформулирован так: плохо недокормить, так и перекормить растение либо животное. Из этого закона вытекает следствие: любой избыток вещества или энергии является загрязняющим среду компонентом. Например, в засушливых областях избыток воды вреден, и вода может рассматриваться как загрязнитель.

Итак, для каждого вида существуют пределы жизненно необходимых факторов абиотической среды, которые ограничивают зону его устойчивости. Живой организм может существовать в определенном интервале. Чем шире этот интервал, тем выше устойчивость организма. Закон толерантности является одним из основополагающих в современной экологии.

8. Роль загрязненности воздуха

Огромную значимость приобретают вопросы связанные с охраной окружающей среды. Основание экологической культуры становится одним из основных требований развитию личности человека. Существенность чистого воздуха в жизни человека немыслимо пересмотреть, чтобы обнаружить на сколько она загрязнена.

Основными видами воздействия транспорта на окружающую среду являются: загрязнение атмосферы, загрязнение почвы и транспортный шум. Основными компонентами, загрязняющими атмосферу, в отработанных газах автомобилей являются окись углерода, углеводороды, оксиды азота и аэрозольные соединения свинца.

В значительной степени экология дорог связана с параметрами используемых транспортных средств и численностью горючего. Отечественные автомобили по сравнению с зарубежными расходуют всё больше горючего; легковой - в среднем на 16%, грузовой - на 12%. Соответственно у наших автомобилей больше эмиссия вредных веществ в атмосферу. Обилие отечественных автомобилей выпускается с бензиновым двигателем, у которого в 4 раза значительнее углеводородов и оксидов углерода и азота.

Состояние усугубляется низким качеством самого топлива. Источником загрязнения окружающей среды свинцом - является автомобильный транспорт: совместно с выхлопными газами от автомобиля свинец, образующийся при сгорании этилированного бензина, попадает в атмосферу.

В зависимости от интенсивности движения опасная зона вдоль автомагистралей может быть длительностью от 100 до 500 м. Поэтому характер загрязнённости воздуха очень серьёзный.

Заключение

Тема экосистемы очень интересная, о ней можно говорить очень много и долго. Возьмём в пример природные экосистемы. В настоящее время создана более твердая научная основа понимания проблем окружающей среды, образованы регламентирующие органы на всех уровнях, организованы многочисленные общественные экологические группы, приняты полезные законы и постановления, достигнуты некоторые международные договоренности. Люди применяют все новые средства борьбы с загрязнениями на автомобилях и стараются добывать все больше нефти вместо того, чтобы поставить под вопрос саму необходимость удовлетворения чрезмерных потребностей. Человечество безнадежно стремится спасти от вымирания несколько видов, не обращая внимание на собственный демографический взрыв, стирающий с лица земли природные экосистемы. Сделаем основной вывод из материала: системы, противоречащие естественным принципам и законам, неустойчивы. Попытки сохранить их становятся все более дорогостоящими и сложными и в некоторых случаях обречены на неудачу.

Список литературы

1) Акимова Т.А. Экология: Учебник для вузов

2) Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология 4-е издание

Размещено на Allbest.ru