Основы общей экологии. Баланс энергии и вещества в биосфере. Экологическая ситуация в Республике Беларусь. Биогеохимические циклы: Учебно-методическое пособие, страница 3

     Один из основоположников агрохимии - немецкий ученый Юстус Либих (1803-1873) сформулировал закон лимитирующего фактора,  который применительно к экологии звучит так: "Жизненные возможности лимитируют экологические факторы,  количество  и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму.  Дальнейшее снижение необходимого фактора ведет к гибели организма или экосистемы".                         

     Лимитирующий фактор- это любой фактор,  который ограничивает процесс развития или существования организма, вида или сообщества. Американский зоолог  В.Шелфорд  (1877-1968) пришел к выводу,  что лимитирующим фактором может быть не только недостаток,  но  и  избыток  таких факторов, как свет, тепло, вода. (закон толерантности Шелфорда).         

     В санитарной охране ОС важны именно  верхние  пределы,  поскольку загрязнение окружающей  среды - это и есть превышение устойчивости организма (определение ПДК).                                                    

   Первичная продукция на Земле создается в клетках зеленых растений под воздействием солнечной энергии (фотосинтез),  а  также  некоторыми другими организмами  (бактериями вследствие химических процессов - хемосинтез). Суть фотосинтеза состоит в том, что происходит увеличение свободной энергии в органическом веществе за счет преобразования энергии фотона солнечного света

     Особую группу хемосинтетиков образуют  нитрифицирующие  бактерии. Они получают необходимую энергию за счет окисления аммиака,  водорода, соединений железа без участия энергии Солнца.                                   

   Первый трофический уровень занимают автотрофы (продуценты),  второй - растительноядные животные (консументы первого порядка), третий -хищники (консументы второго порядка), и паразиты первичных консументов. И, наконец,  вторичные хищники и паразиты образуют четвертый  уровень. Число звеньев в цепи может быть различным, но обычно их бывает от 3 до 5.                                                 

     Продуценты - синтезируют с помощью солнечного света из СО2 и  Н20,а также минеральных веществ органические соединения.                           

     Консументы - животные организмы, которые питаются готовым органическим веществом растений и животных.                                          

     Редуценты -  окисляют  мертвые  органические остатки до СО2 и Н2О (бактерии, грибы, простейшие).                                                 

     Перенос энергии от ее источника через ряд  организмов  называется пищевой  (трофической)  цепью. При  каждом  переносе  большая  часть(80-90%)  потенциальной энергии теряется, переходя в тепло. ТУ - совокупность живых организмов, получающих  солнечную  или  преобразованную химическую энергию через одинаковое число посредников в пищевой цепи.

Биогеохимические циклы

     БГХЦ - характерные пути, по которым химические элементы  циркулируют в биосфере из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду.         

В каждом круговороте выделяют 2 фонда:                                         

     - резервный фонд - часть круговорота элементов, которая  физически  или химически отделена от организмов;                                      

     - подвижный или обменный фонд - активно циркулирующий  фонд,  для  него характерен быстрый обмен между организмами и их  непосредственным окружением.                                                                     

     По резервному фонду БГХЦ можно подразделить на:                           

1) БГХЦ с резервным фондом в атмосфере (N,О);                                  

2) БГХЦ с резервным фондом в гидросфере (С);                                   

     Они быстро компенсируют возникающие нарушения.                            

3) БГХЦ с осадочным резервным фондом, т.е. резервный фонд находится  в земной коре (S, Р) - они меньше подвержены самоконтролю, хуже  восстанавливаются.

Тесты для самоконтроля знаний студентов

     1.Что такое биосфера?

     1/оболочка земли, включающая живое вещество и область его распространения

     2/составляющая гидросферы, включающая живое вещество и абиотическую область его распространения

     3/составляющая экосистемы, включающая населяющие ее живые организмы.

     2.Что такое экосистема?

     1/сообщество живых организмов и среды их обитания, находящихся в тесной взаимосвязи

     2/совокупность живых организмов, населяющих биосферу

     3/совокупность факторов неживой природы, определяющих существование организма.

     3. Назовите составляющие экосистемы?

1/атмосфера    2/экотоп     3/биоценоз

4.Что из перечисленного соответствует понятию экосистема?

     1/город     2/океан     3/лес

     5.Какие организмы являются продуцентами?

     1/организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических;

     2/организмы, использующие энергию Солнца для синтеза органических веществ;

     3/организмы, превращающие органические остатки в неорганические соединения.

     6.Какие организмы относятся к консументам?

     1/растения     2/животные     3/человек

7.Что из перечисленного относится к экологическим факторам?

     1/факторы неживой природы

     2/биотические факторы

     3/социально-культурные факторы

8.Что из перечисленного относится к абиотическим факторам?

     1/магнитное поле Земли

     2/микроорганизмы

     3/температура воздуха

Практическая работа.

     Задание 1. Установить  корреляционную  связь между повышенным содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе и заболеваемостью  болезнями органов дыхания по данным социально-гигиенического мониторинга и отчетов о заболеваемости.

     Задание 2. Дать оценку полученным результатам.

     Задание 3. Предложить мероприятия по оздоровлению населения.

     Задание 4. Оформить результаты работы в дневнике.

Образец задачи для практической работы студентов
Задача

Установить корреляционную  связь  между  загрязнением воздуха повышенной концентрацией NO в г.  Гомеле  и  заболеваемостью болезнями органов дыхания за

1997-2001г.г.

годы

заболеваемость БОД

концентрация NО

dx

dy

dx2

dy2

dx.dy

1997

29.7

0.0054

1998

30.8

0.0087

1999

34.1

0.0156

2000

32.9

0.0126

2001

35.3

0.0179

dx,dy-отклонения от средней величины.

Коэффициент корреляции

rxy =

Основная литература

1.Маврищев В.В. Основы общей экологии.-Учебное пособие.- Мн.: Выс.шк.,2000.-317с.

2.Покровский В.А. Гигиена.-М.: Медицина,1979.-496.

3.Стадницкий Г.В. Родионов А.М. Экология.- СПб: Химия,1996.-240с.

Дополнительная литература

1.Здоровье и окружающая среда/Под ред.Дж.Ленихен, У.Флетчер.-М.: Мир.1979.-232с.

2.Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания.-М.:Мир,1994./в 4-х книгах/