Тема 3. Природные экосистемы Земли

Тема 3. Природные экосистемы Земли

Вопросы:

Классификация природных экосистем Земли (ПЭЗ) на ландшафтной основе.

Наземные биомы

Экосистемы водных объектов

Закон целостности биосферы

 

 

Классификация ПЭЗ на ландшафтной основе

 

Ландшафт – природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (верхние горизонты литосферы, рельеф, климат, почва, биота), находятся между собой в сложном взаимодействии и образуют на поверхности Земли однородную систему (так называемую биогеосферу).

По происхождению ландшафты делятся на: природные и антропогенные.

Природный ландшафт – формируется исключительно под воздействием природных факторов и не преобразован хозяйственной деятельностью человека.

Виды природного ландшафта:

-геохимический;

-элементарный;

-охраняемый.

Геохимический - обозначает участок, выделенный на основе единства и состава химических элементов и соединений.

Элементарный – обозначает участок, сложенный определенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод с одинаковой характерной растительностью и типом почв.

Охраняемый - ландшафт на котором полностью либо частично запрещена хозяйственная деятельность.

Антропогенный ландшафт - преобразованный хозяйственной деятельностью бывший природный ландшафт настолько, что изменена связь природных компонентов.

Различают:

- сельскохозяйственные или агрокультурные;

-техногенные;

-урбанистические;

-промышленные.

Границы географической (ландшафтной) оболочки Земли совпадают с границами биосферы, но поскольку в географическую оболочку входят и участки, где нет жизни, можно условно принимать, что биосфера входит в состав ландшафтной оболочки Земли.

При классификация также применяется биомный подход.

Биом – крупная региональная или субконтинентальная экосистема, характеризующаяся каким либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта.

Наземные биомы (экосистемы)

 

1. Тундра – самый северный биом. Количество осадков 200-300 мм в год. Вечная мерзлота, низкая испаряемость. Вегетативный период 2-2.5 месяца (период вегетации наступает от +10⁰С).

2. Хвойные (бореальные) леса. Количество осадков 500-700 мм в год, климат резко-континентальный.

Борей- северный порывистый ветер.

3. Листопадные леса умеренной зоны. (Широколиственные леса - в мировом масштабе доминируют бук, дуб и граб). Расположены южнее тайги. В отличие от тайги не имеют сплошного распространения. Произрастаю в условиях мягкого климата. Влажность изменяется в широких пределах (от 40 до 80-90%). Количество осадков 700-1500мм в год. Лес имеет ярусную структуру.

4. Степи умеренной зоны. Количество осадков около 500 (300-700) мм в год. Климат сухой, деревья практически отсутствуют. Растительность ксерофильного типа.

5. Пустыня – по типу пород бывают: глинистые, солончаковые, каменистые, песчаные. По типу растительности: травянистая, кустарниковая. Количество осадков. 200-300 мм в год. Скорость испарения воды с открытой водной поверхности > 1000мм в год.

6. Чапарpаль (субтропики), количество осадков 500-700 мм в год.

7. Саваны – тропические степи, количество осадков 300-1300 мм в год. Кампос, льянос - районы саван с большим количеством осадков. Богатая растительность. Сезонность определяется только распределением осадков. Деревья имеют толстую кору и пробку.

8. Полувечнозеленые тропические леса, количество осадков 800-1300 мм в год. Характерны для тропической части Азии и Центральной Америки. Доминируют деревья верхнего яруса, сбрасывающие листву в сухой сезон – соответствующий зиме.

9. Вечнозелёные тропические леса – 2000-2500 мм в год. Влажность большая. Насекомые 20-30 тысяч видов. Флоры и фауны 200-300 видов. 3 яруса деревьев: 1)Редкие высокие деревья (верхний ярус), 2)полог – сплошной покров, 3)нижний ярус – густой лес в местах прогалин в пологе.

 

Экосистемы водных объектов

Толщу воды можно разделить на две зоны:

1. эвфотическую, куда проникает солнечный свет, которая в свою очередь подразделяется на:

- литоральную (хорошо освещена вся толща воды до дна);

– лемническая (толща воды на глубинах, куда проникает около 1 % солнечного света).

2. профундальную – куда не проникает солнечный свет.

Лимитирующие факторы водной среды: - температура, прозрачность, течение, соленость и др. Почти все обитатели водных объектов стенотермны, т.е. живут в узком температурном диапазоне.

Классификация обитателей водных организмов:

1. Бентос – живые организмы, живущие на дне.

2. Перифитон – растения и живые организмы живущие в толще воды (прикреплены к боковым поверхностям водоема, стеблям растений).

3. Планктон – организмы, живущие на поверхности воды.

4. Нектон – живые организмы, свободно перемещающееся в толще воды.

Пресноводные экосистемы (ПЭ)

Типы ПЭ:

1. Лентические (лат. Lentes – спокойный) – стоячие воды (озера, пруды).

2. Лотические (лат. Lоtus – омывающий) – водотоки.

3. Заболоченные участки, с колеблющимся уровнем по сезонам года (болота и марши).

Причём и лентические и лотические системы могут содержать в заболоченные участки (обратно переходить).

Уникальность пресноводных экосистем обусловлена тем, что:

1) это практически единственный источник воды, для хозяйственных и бытовых нужд;

2) самая удобная и дешевая система переработки отходов;

3) выполняют термодинамические функции (способствуют уменьшению температурных колебаний среды).

 

Лентические экосистемы

Озера, в Беларуси на 100% представлены ледниковым типом. В мире часть озер тектонического типа.

Пруды – временные формирования. По типу формирования могут быть верховые – образованные от атмосферных осадков, и низовые – от ключей, родников и пр.

Искусственные пруды создают для рыбохозяйственных целей.

Водохранилища – для накопления пресных вод. Они бывают с верхним и нижним бъефом.

Лотические экосистемы

Представлены реками, ручьями, каналами.

Реки отличаются от стоячих водоемов 3 основными условиями:

1) течение – важный лимитирующий фактор;

2) обмен между водой и сушей значительно более активен;

3) более равномерное распределение кислорода.

 

Заболоченные участки

По типу питания могут быть низовыми и верховыми. Болота – временные формирования. За столетие образуется от 2 до 8 мм торфа.

 

Морские экосистемы

Имеют место два основных процесса обмена биогенами. Апвелинг -процесс подъёма холодных вод из глубин океана за счёт ветра, течения и других природных явлений. Аутвелинг – привнос биогенов с суши. Области апвелинга – западные берега материков.

Принята следующая классификация морских глубин: литораль - зона морского дна, затопляемая при приливе и осушаемая при отливе; сублитораль - до 200 м; батиаль - от 200 до 3000 м; абиссаль - глубины свыше 3000 м.

 

Закон целостности биосферы

Целостность экосистемы – одна из важнейших ее характеристик.

Закон: биогенный ток атомов между компонентами биосферы связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена ведёт за собой сопряженное изменение всех остальных и к изменению биосферы в целом.

Целостность биосферы обусловлена непрерывным обменом вещества и энергии между ее остальными частями.

Целостность с экологических позиций: Организм -> Популяция -> Биоценоз -> Биотоп -> Биогеоценоз -> Экосистема

Экосистемы и ландшафты – единое энергетическое поле, это значит, что целостность биосферы это и целостность ландшафтной оболочки Земли (и наоборот).

 

Тема 4. Основные направления эволюции биосферы

 

Учение Вернадского о биосфере

Биоразнообразие биосферы, как результат её эволюции

О ррегулирующем воздействии биоты на окружающую среду.

Ноосфера

 

Учение Вернадского о биосфере

7 видов вещества в биосфере:

1. живое вещество (все живые организмы)

2. косное вещество (неживое – горные и магматические породы)

3. биогенное вещество (органического происхождения – торф, каменный уголь, нефть, газ, известняки и др)

4. биокосное (созд. с помощью живых организмов)

5. космическое (метеориты)

6. радиоактивное

7. рассеянные атомы

 

Аспекта учения Вернадского

1). Исключительная роль живого вещества

2). Организованность биосферы (взаимосвязь)

3). Превращение вещества (образование живого из неживого и обратно)

4).Образование биосферы

 

5 основных идей образования биосферы

1) Вначале сформировалась литосфера, предвестник окружающей среды, а затем после появления живых организмов в воде и выхода их на сушу – биосфера. Жизнь на Земле космического происхождения.

2) Непрерывность жизни. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жизни) Þ современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

3) Живые организмы – главный фактор биогенной миграции химических элементов в земной коре.

4) Грандиозный геологический эффект

5) Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

Ноосфера

 

Ноосфера – сфера разума, мыслящая оболочка – высшая стадия развития биосферы.

Ноосфера – окружающая человека среда, в которой природные процессы обмена веществ и энергии контролируются человеком.

Н - коэволюция между человеческим обществом и природой.

 

Тема 5. Экология человека

Антропогенные экосистемы

Наследственность человека

Наследственность человека определяется его генетической программой, заложенной в молекулах ДНК. Но тем не менее от поколения к поколению ДНК человека вовлекается в различные Генетические процессы (как и у всех животных):

-Мутация генов – непосредственно измен. структуру ДНК под действием внешних признаков;

-Дрейф генов – колебание или отклонение от среднего уровня;

-Миграция генов – отток или приток (перемещение) генов;

-Естественный отбор направленно изменяющий частоты генетических признаков.

 

Зональные типы человека

-арктический тип;

-умеренный тип;

-пустынный тип;

-высокогорный тип;

-тропический тип;

-и т.д.

Десинхроноз – несоответствие места проживания (пребывания), зональному типу человека.

Процессы:

-адаптация- приспособление к той зоне, в которой он проживает.

-реадаптация.

Если же эволюционные процессы не успевают за резко изменившейся средой, то возникают стрессовые ситуации, которые приводят к болезням и мутагенным нарушениям:

- возникает транспортная усталость, - бактериально-вирусная флора, - медицинские интервенции, воздействие ЭМИ и т.д.

 

Возрастная пирамида

 

Антропогенные экосистемы

Классификатор – вид энергии, движущий данную экосистему.

Т.е. если принять энергию за основу. можно выделить 4 основных типа экосистем:

1). Природные, движимые Солнцем – несубсидируемые;

2). Природные, движимое Солнцем – субсидируемые;

3). Движимое Солнцем и субсидируемые человеком;

4). Движимые другими источниками энергии – топливом ископаемым, другим органическим или ядерным (индустриально-городские).

Первые два типа относятся к природным экосистемам – рассматривали выше.

3 и 4 типы – антропогенные экосистемы.

К третьему типу относятся:

1. Агрокультурные (сельскохозяйственные) экосистемы. Имеют ряд отличий от естественных природных, а именно меньшая устойчивость к факторам среды обитания и неконкурентоспособность.

А также ряд других общих отличий:

-снижение видового разнообразия;

-интродукция (введение новых видов);

-нарушение трофических цепей;

-в естественные экосистемы попадает только часть урожая.

 

К четвёртому типу относятся городские (урбанистические) экосистемы.

Зоны городских экосистем:

-промышленная;

-лесопарковая;

-рекреационная;

-селитебная- жилая зона;

-транспортная сеть – проходит через все зоны и связывает их между собой.

 

1. Экология и здоровье человека

 

В древности популяции людей были подвержены тем же ограничивающим факторам, что и другие животные:

- гипердинамия;

- недоедание;

- патогенные воздействия (вызывающие болезнь).

В настоящее время многие болезни побеждены, снято отрицательное воздействие многих ограничительных факторов. НО появились болезни ХХ –XХI века (СПИД, псих. расстройства и.т.д).

Гигиена – наука о здоровом образе жизни человека.

Цели и задачи гигиены – это разработка основных экологических нормативов. Ими нормируется качество окружающей среды, продуктов и прочего.

Наиболее яркие представители экологических дисциплин это Л.Пастер, Р. Кох, Мечников, Сеченов и др.

 

Тема 3. Природные экосистемы Земли

Вопросы:

Поделиться: