Типы биомов

- Наземные биомы (Вечнозеленый тропический дождевой лес; Полувечнозеленый тропический лес, пустыня: травянистая и кустарниковая; Чапараль - районы с дождливой зимой и засушливым летом (средиземноморье); Тропические грасленц и саванна; Степь умеренной зоны; Листопадный лес умеренной зоны; Бореальные хвойные леса; Тундра: арктическая и альпийская);

- Пресноводные (Ленточные (стоячие воды): озера, пруды и т.д.Лотические (текучие воды): реки, ручьи и т.д. Заболоченные угодья: болота и болотистые леса);

- Морские (Открытый океан (пелагическая); Воды континентального шельфа (прибрежные воды); Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством); Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.д.);

Понятие биогеоценоз и экосистема близки, но есть различия. Любой биогеоценоз это система. Экосистема может включать несколько биогеоценозов, но не каждая экосистема, есть биогеоценоз, поскольку не обладает всеми его признаками.

1) первый признак: территориальный

2) отсутствие одного из звена (гниющее дерево, разлагающийся труп животного)

3) продолжительность существования (любой биогеоценоз бессмертный, так как всё время пополняется энергией за счет биохемосинтеза)

Все многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, можно отнести к двум основным типам: циклические и поступательные.

Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов.

Суточные преобразования в биоценозах обычно выражены тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью.

Сезонная изменчивость биоценозов выражается в изменении не только состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов в зависимости от циклов их размножения, миграций, отмирания отдельных генераций в течение года и т.п. На определенное время года многие виды практически полностью выключаются из жизни сообщества, переходя в состояние глубокого покоя (оцепенения, спячки), перекочевывая или улетая в другие биотопы или географические районы.

Сезонной изменчивости подвержена зачастую и ярусная структура биоценоза: отдельные ярусы растений могут полностью исчезать в соответствующие сезоны года, например, травянистый ярус, состоящий из однолетников. Сезонные ритмы сообществ наиболее отчетливо выражены в климатических зонах и областях с контрастными условиями лета и зимы.

Многолетняя изменчивость — нормальное явление в жизни любого биоценоза. Она зависит от изменений по годам метеорологических условий (климатических флюктуации) или других внешних факторов, действующих на сообщество (например, степени разлива рек). Кроме того, многолетняя периодичность может быть связана с особенностями жизненного цикла растений.

Происходящие изменения в сообществах экосистемы приводят, в конечном счете, к замене одного сообщества другим, с иным набором видов — доминантов. Причиной подобных замен могут быть внешние факторы, длительное время действующие в одном направлении: мелиоративное осушение болотных почв, загрязнение водоемов, перевыпас пастбищ и др. Если при этом усиливающееся влияние фактора приводит к постепенному упрощению структуры сообществ, обеднению их состава, снижению продуктивности, то подобные смены называют дигрессионными. Закономерный направленный процесс изменения сообществ в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией.

Устойчивость экосистем - способность экосист. сохр. или восстанавливать гомеостаз (устойчивые экосист. – климаксные сообщества к ним относятся буковые леса, в городах – рощи, аллеи, насаждения). Климакс – стабильное сост., достигнутое в рез-те развития сооб-ва, заверщения сукцессии.

Климаксные сообщества характер-я завершенностью приспособления к комплексу факторов ср., устойчивым равновесием м/убиотическими потенциалами входящих в сообщество популяций и сопротивлением ср.

Вторичные экосистемы – постепенное восстановление свойственное дан.местности сообщества после нанесённых повреждений (бури, вырубки, пожара, запуска полей). М. сущ-но отличатся от первоначальной, если изменились эл-ты ланд-та или климат.усл.

Геосистема — совокупность взаимосвязанных природных компонентов, относительно ограниченных в пространстве и функционирующих как единое целое. Таким образом, оба термина обозначают объективно существующие природные комплексы, состоящие из взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов.

Сходство гео- и экосистем выражается в общем наборе природных компонентов, общности их свойств и механизмов функционирования.

Различия связаны, прежде всего, с направленностью изучаемых связей и характером пространственных границ. Иными словами, сходство понятий экосистемы и геосистемы объективно, поскольку речь идет об одном и том же объекте, различие же субъективно, поскольку речь идет о разных взглядах на этот общий объект. В экосистемах абиотические компоненты по отношению к биотическим рассматриваются как факторы, их связи между собой считаются второстепенными, особое внимание уделяется трофическим цепям и другим связям внутри биоты. Понятие экосистемы не ограничено пространственными рамками: оно может быть отнесено и к болотной кочке, и к участку леса, и к биосфере в целом. В геосистемах все компоненты природы, и биотические, и абиотические, рассматриваются как равнозначные, обязательным свойством геосистем является наличие внешних границ, благодаря которым они обособляются в пространстве. Синоним экосистемы — биогеоценоз, синоним геосистемы — природно-территориальный комплекс. Термин экосистема употребляется, главным образом, в биологических науках, термин геосистема — в географических. В рамках последних предлагается именовать экосистемами те геосистемы, в которых биота играет большую роль, т.е. считать экосистемы разновидностью геосистем. При всей неоднозначности применяемых терминов эко- и геосистемы являются природными комплексами.

10. Принципы, законы, закономерности и правила природопользования и охраны окружающей среды (по Н.Ф. Реймерсу).

1. Аксиома Эмерджентности. Целое больше суммы её частей.

2. Закон физ.-хим. единства живого в-ва. Разработал Вернадский – вся биосфера разделяется на различные комбинации однородного живого в-ва. В-ва, опасные для всех видов не могут быть различными для всех видов.

3. Закон внутреннего динамического равновесия. Реймерс. – вещества, энергия, дифформация отдельных пр. систем, взаимосвязаны настолько, что любое изменение показателя может привести к изменению экосистемы.

4. Принцип цепных реакций. Поскольку системы могут изменятся и они изменяются цепями.

5. Принцип снежного кома – по нарастающей.

6. Принцип бумеранга – любое действие возвернётся к человеку по принципу снежного кома.

7. Принцип всё или ничего на.

8. Правило 1%. Изменение энергетики пр. сист. в пределах 1% выводит сист. из равновесия, а затем разрушает её (засухи, пожары).

9. Правило 10%. Закон пирамиды энергии. Переход энергии в троф. цепях с од.уровня на др. не превышает 10%.

10. Закон обязательного заполнения экологических ниш.

11. Принцип естественности или старый автомобиль.

12. Экологическая, социальная и экономическая эффективность технических систем со временем неуклонно снижается.

Рациональное природопользование и охрана природы должны основываться на следующих принципах: (Н.Ф.Реймерсу)

Закон ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все ПР конечны.

Закон соответствия между развитием производственных сил и ПРП общественного прогресса: кризисные ситуации возникают при дисбалансе в правой, но и в левой половине динамической системы:

ПРП ↔ производственные силы ↔ производственные отношения

Правило основного обмена: любая большая динамическая система в стационарном состоянии использует приход энергии, вещества и информации главным образом для своего самоподдержания.

Закон увеличения наукоёмкости общественного развития.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют экосистему.

Закон падения ПРП;

Закон снижения энергетической эффективности природопользования. Здесь мы ещё раз возвращаемся к тому, что с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается всё больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека всё время возрастают.

Правило меры преобразования природных систем (типа пугливости оленей (?) в тундре);

Правило (неизбежности) цепных реакций «жёсткого» управления природой: «жёсткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными реакциями.

Принцип естественности, или правило старого автомобиля: со временем эколого-социально-экономическая эффективность технического устройства снижается, а расходы увеличиваются.

Правило «мягкого управления природой;

Закон совокупного (совместного) действия природных факторов;

Закон максимальной (равновесной) урожайности;

Закон максимума;

Правило (закон) территориального экологического равновесия;

Правило (закон) компонентного экологического равновесия;

Закон предельной урожайности;

Закон убывающего плодородия;

Закон снижения природоёмкости готовой продукции – содержание природного вещества исторически неуклонно снижается (резисторы, транзисторы, компьютеры становятся меньше, меньше используют);

Закон увеличения темпов оборота вовлекаемых природных ресурсов: в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлечённых природных ресурсов (вторичных, третичных…) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объёмов их вовлечения в общественное производство (относительно роста темпов самого производства).

Закон исторической необратимости. Процесс развития человечества как целого идёт от более ранних фаз к более поздним, но не наоборот. Призыв «назад к природе!» не поможет.

Принцип культурного управления развитием (Горшков). Культура, мораль, обычаи, юридические законы, религиозные каноны регулируют поведение людей в их взаимоотношениях с природой и между собой так, чтобы это было направлено на поддержание равновесия внутри общества и с окружающей природной средой.

Загон шагреневой кожи (которая скукоживается и уменьшается). Глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается, что требует от человечества все более полного и эффективного использования этого потенциала на основе научно-технического прогресса. В отличие от любого другого биологического вида человек потребляет не только возобновимые, но и не возобновимые ресурсы, производя при этом отходы.

Согласно закону неустранимости отходов и/или побочных воздействий производства в любом хозяйственном цикле возникающие отходы и побочные эффекты могут быть лишь переведены из одной физико-химической формы в другую либо перемещены в пространстве. В рамках определённых технологий действует закон постоянства отходов в технологических циклах: меняется лишь место и время образования отходов, их физико-химическая или биологическая форма.

Принцип уникальности – неповторяющееся и неповторимое заслуживает особой охраны.

Принцип разумной достаточности и допустимого риска. Расширение любых действий человека не должно вести к социально-экономическим и экологическим катастрофам, подрывающим саму возможность существования людей.

11. Роль организмов-концентраторов и регистрирующих структур организмов в биоиндикации, выявлении в экосистемах поллютантов и решении проблем биологической очистки угодий и получении экологически чистой продукции. Приёмы биоремедиации.

См. биоиндикацию

Болезнь минамата (60-е годы). Сбросы ртутьсодержащих отходов, поглощение планктонными водорослями. По трофической цепи концентрация до 1000 раз по сравнению с морской водой. В итоге – гибель людей и т.д.

Коэффициент накопления – отношение конц в растении к концентарции в почве. Чем больше коэфнакопл, те больше способность организма накапливать загрязнение

По концентрации эл-та в организме (растении, животном – слизни, лисы, олени). Индикаторы для разных экосистем.

Морские экосистемы – устрицы, гребешки, креветки.

Фитомелиорация, фиторемедиация. Скандинавы применяли, и у нас изучался. Выбираются растения концентратор, накапливающие тяжёлые металлы. Очистка почв. Ива, например. Потом её использовали для мебели. Требуются десятки лет, чтобы очистить почву. Загрязнённые растения надо куда-то девать – утилизировать. При сжигании – концентрация в золе будет очень велика. В России учёные пришли к выводу, что фитомелиорациюиспользовать не эффективно.

Методы биологической очистки о тнетезагрязнений: использование штаммов МО, они там работают как деструкторы. Печальный пример: мексиканский залив, ввели новый штамм, он мутировал и стал все потреблять, в том числе организмов.

Биоремидиация для очистки почв:

Использование растений

Растение воздействует на окружающую среду разными способами. Основные из них:

— корни всасывают воду и химические элементы необходимые для жизнедеятельности растений

— накопление в организме растения опасных загрязнений (например, тяжёлых металлов)

— испарение воды и летучих химических элементов (As, Se) листьями растений

— перевод химических соединений в менее подвижную и активную форму (снижает риск распространения загрязнений)

— деградация растениями и симбиотическими микроорганизмами органической части загрязнений

— стимуляция развития симбиотических микроорганизмов, принимающих участие в процессе очистки