Экология Вторушина Анна Николаевна. Литература 1.Акимова Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В. Экология. Природа – Человек – Техника. М.: Экономика, 2007. - презентация

1 Экология Вторушина Анна Николаевна

2 Литература 1.Акимова Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В. Экология. Природа – Человек – Техника. М.: Экономика, – 511 с. 2.Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Ростов-на-Дону : Феникс, – 608 с. 3.Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология. М.: Дрофа, – 622 с. 4.Дмитриев А. И., Жиров А. Н., Ласточкин В. В. Прикладная экология. М.: Академия, – 608 с. 5.Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология для инженера. М.: ИД «Ноосфера», – 284 с.

3 Тема 1. Проблемы взаимодействия общества и природы

4 Понятие и предмет экологии οικος (ойкос) – дом, жилище, родина и λόγος (логос) – наука, и в переводе означает «наука о доме». Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов и сообществ между собой и с окружающей средой обитания.

5 Основные понятия и определения Биоценоз («биос» – жизнь, «ценоз» – сообщество) – совокупность живых организмов: растения, животные, микроорганизмы Биотоп («топос» – место) Экологическая система - взаимосвязанная, единая функциональная совокупность живых организмов и среды обитания. Биосфера - оболочка Земли, в которой развивается жизнь; состоит из экологических систем.

6 Рис.1. Уровни организации материи по Т. Миллеру обмен веществ и энергии по пищевым цепям ; стабильное воспроизводство вида и его участие в круговороте устойчивый круговорот вещества и энергии, поддерживается многими видами растений и животных; Глобальные биогеохимические циклы

7 Предмет экологии Главный объект изучения в экологии – экосистемы, являющиеся структурными единицами биосферы. Теоретические задачи: Разработка общей теории устойчивости экологических систем Изучение экологических механизмов адаптации к среде Исследование регуляции численности популяций Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов

8 Предмет экологии Прикладные задачи Сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов Оптимизация инженерных экономических организационно-правовых, социальных решений для экологически безопасного устойчивого развития Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий деятельности человека для окружающей среды

9 История развития экологии 1.Зарождение и становление экологии как науки (…– до 60-х г.г. XIX века) … - конец XVIII в. Аристотель (384–322 г.г. до н.э.) Теофраст (372–287 г.г. до н.э.) Эпоха средневековья Эпоха возрождения

10 История развития экологии Эпоха возрождения К. Линней (1707–1778 г.г.) С. П. Крашенинников (1713– 1755 г.г.) Конец XVIII – середина XIX в. Ж. Б. Ламарк (1744–1829 г.г.)

11 История развития экологии 2. Оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (60-е г.г. XIX в. – 50-е г.г. XX в.) Ч. Дарвин (1809–1882 г.г.) В.В. Докучаев (1846–1903 г.г.) Э. Геккель (1834–1919 г.г.) В.И. Вернадский (1863–1945 г.г.) А. Тенсли (1871–1955 г.г.) В.Н. Сукачев (1880–1967 г.г.)

12 История развития экологии 3. Современный этап (50-е г.г. XX в. – до настоящего времени) – превращение экологии в комплексную науку Ю. Одум (1986 г.), современное определение экологии Экология – междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи.

13 История развития экологии Н.Ф. Реймерс (1992) Мегаэкология – вершина естествознания, вокруг которой концентрируются другие научные дисциплины, связанные с актуальными проблемами цивилизации и угрозой экологического кризиса.

14 Структура экологии

15 Этапы взаимодействия человеческого общества и природы 1 этап – этап охотничества-собирательства 2 этап – этап аграрной цивилизации ~ 10 тыс. лет назад 3 этап – этап индустриальной цивилизации

16 Этапы взаимодействия человеческого общества и природы 1 этап – этап охотничества-собирательства Пожары и, как следствие, разрушение растительных сообществ в различных районах земного шара и обеднение видового состава крупных позвоночных.

17 Этапы взаимодействия человеческого общества и природы 2 этап – этап аграрной цивилизации ~ 10 тыс. лет назад. Разрушение экосистем: уничтожение лесов, засоление почв и опустынивание Вымирание крупных представителей фауны – конкурентов домашних животных.

18 Этапы взаимодействия человеческого общества и природы 3 этап – этап индустриальной цивилизации. Наблюдается резкий рост населения Уменьшается разнообразие естественной среды Нарушается круговорот веществ Потребление энергии резко возрастает, встает вопрос об исчерпаемости запасов угля, нефти и природного газа

19 Современное состояние биосферы Преобразуется облик планеты Изменяется химический состав воздуха, воды, почвы Снижаются темпы процесса самоочищения

20 Схема социального обмена веществ и энергии общество захват переработка усвоениевыделение П р и р о д а

21 Экологический кризис демографическая проблема (проблема, связанная с ростом населения); истощение природных ресурсов; проблемы энергетики; загрязнение биосферы (кислотные дожди, разрушение озонового слоя, парниковый эффект и др.); проблемы здоровья человека.

22 Выход из экологического кризиса экологизация технологий; экономизация производств; административно-правовое воздействие; экологическое просвещение; международно-правовая защита.

23 Концепция устойчивого развития Рио- де-Жанейро, 1992 г. Устойчивое развитие – самоподдерживающее развитие, сбалансированное развитие Устойчивое развитие – развитие, позволяющее на долговременный основе обеспечить стабильный экономический рост, не приводящий к деградационным изменениям окружающей среды

24 Концепция устойчивого развития Рио- де-Жанейро Основной документ – повестка дня на XXI век: 1.Движущие силы перемен – население, технологии. 2.Меры в области политики и программы для достижения устойчивого равновесия между потреблением и возможностями биосферы

25 Тест 1. Предметом исследования экологии является: а. Геосистемы б. Биотоп в. Экосистемы г. Биоценоз

26 2. Термин «экология» предложил: а. Ламарк Ж. Б. б. Геккель Э. в. Вернадский В. И. г. Одум Ю.

27 3. Кто ввел понятие «экосистема» и «биогеоценоз»? а. Ч.Дарвин и Э.Геккель б. В.И.Вернадский и А.Тенсли в. Э.Геккель и В.Н. Сукачев г. А.Тенсли и В.Н. Сукачев

28 4. Синэкология - это экология: а. отдельных особей б. экологических систем в. популяций г. многовидовых сообществ

29 5. Понятию «биоценоз» соответствует определение: а. Совокупность растительных организмов, занимающих определенную территорию б. Совокупность почвенных микроорганизмов, определяющих формирование плодородного гумусового слоя в. Совокупность животных, образующих трофические цепи г. Совокупность, взаимодействующих между собой организмов, населяющих экосистему

30 Тема 2. БИОЭКОЛОГИЯ Закономерности развития биосферы

31 Организм как живая целостная система Живой организм – целостная биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения и особенности строения которых определены их функционированием как целого. Среда – вся совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму

32 Организм как живая целостная система Среда - характерные для растений и животных естественные условия жизни Связь организма с окружающей средой осуществляется по средствам совокупности процессов, называемых обменом веществ или метаболизмом.

33 Экологические факторы Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на живой организм. Экологические факторы определяют условия существования организмов.

34 Классификация экологических факторов (по происхождению): 1. Абиотические факторы 2. Биотические факторы 3. Антропогенные факторы

35 Классификация экологических факторов (по происхождению): 1. Абиотические факторы – это совокупность факторов неживой природы, влияющих на жизнь и распространение живых организмов. 2. Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую компоненту среды обитания.

36 Классификация экологических факторов (по происхождению): 3. Антропогенные факторы – факторы, порожденные деятельностью человека и воздействующие на окружающую природную среду: непосредственное воздействие человека на организмы или воздействие на организмы через изменение человеком их среды обитания (загрязнение окружающей среды, эрозия почв, уничтожение лесов, опустынивание, сокращение биологического разнообразия, изменение климата и др.).

37 Абиотические факторы: 1.1. Физические факторы – такие факторы, источником которых служит физическое состояние или явление (например, температура, давление, влажность, движение воздуха и др.) Химические факторы – такие факторы, которые обусловлены химическим составом среды (соленость воды, содержание кислорода в воздухе и др.).

38 Абиотические факторы 1. Климатические факторы Температура Свет, энергия солнца Количество осадков Влажность воздушной среды Давление Движение воздушных масс

39 Абиотические факторы 2. Факторы почвенного покрова (эдафические факторы) Свойства почвы: А) Физические характеристики (размер частиц и др.) Б) Химические характеристики (состав: песок, глина и др.)

40 Биотические факторы Формы биотических взаимоотношений: 2.1. Внутривидовые взаимодействия характеризуют взаимоотношения между организмами на популяционном уровне. В основе их лежит внутривидовая конкуренция Межвидовые взаимодействия характеризуют взаимоотношения между различными видами, которые могут быть благоприятными, неблагоприятными и нейтральными Воздействие на неживую природу (микроклимат).

41 Комбинации межвидовых взаимоотношений: 00 нейтрализм – оба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга; в природе встречается редко (белка и лось, бабочка и комар); +0 комменсализм – один вид извлекает пользу, а другой не имеет никакой выгоды, вреда тоже; (крупные млекопитающие (собаки, олени) служат разносчиками плодов и семян растений (репейник), не получая ни вреда, ни пользы); –0 аменсализм – один вид испытывает от другого угнетение роста и размножения; (светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от затенения, а самому дереву это безразлично);

42 Комбинации межвидовых взаимоотношений ++ симбиоз – взаимовыгодные отношения: мутуализм – виды не могут существовать друг без друга; инжир и опыляющие его пчелы; лишайник; протокооперация – совместное существование выгодно обоим видам, но не является обязательным условием выживания; опыление пчелами разных луговых растений; – – конкуренция – каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие; (растения конкурируют между собой за свет и влагу, т.е. когда используют одни и те же ресурсы, тем более, если они недостаточны); + – хищничество – хищный вид питается своей жертвой; + – паразитизм – паразит тормозит рост и развитие своего хозяина и может вызвать его гибель.

43 Антропогенные факторы: 1. изменение структуры земной поверхности; 2. изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящего в нее вещества; 3. изменение энергетического и теплового баланса отдельных участков и регионов; 4. изменения, вносимые в биоту.

44 Закономерности действия экологических факторов Закон минимума (Ю. Либиха (1840г.)): величина урожая определяется количеством в почве того из элементов питания, потребность растения в котором удовлетворена меньше всего. Те же самые вещества, находясь в избытке, также снижают урожай.

45 Закономерности действия экологических факторов Уточнения з. Либиха Неоднозначное действие фактора на различные функции организма Эффект компенсации (взаимозаменяемости) факторов Закон незаменимости фундаментальных факторов Правило фазовых реакций «польза – вред»

46 Закономерности действия экологических факторов Закон толерантности В. Шелфорда (1913г.): жизнеспособность организма определяет как недостаток, так и избыток экологического фактора Лимитирующие факторы - факторы, сдерживающие развитие организма из-за их недостатка или избытка по сравнению с потребностью

47 Закономерности действия экологических факторов Рис. 3. Схема действия экологического фактора на живые организмы: 1 – оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, 2 – зона пониженной жизнедеятельности (угнетение), 3 – зона гибели

48 Реакция на изменение уровня экологических факторов Адаптация – это процесс приспособления организма к определенным условиям окружающей среды. Особи, не приспособленные к данным или изменяющимся условиям, вымирают. 1.Поведенческая адаптация 2.Физиологическая адаптация 3.Морфологическая адаптация

49

50

51 Экологическая ниша Ареал, местообитание Экологическая ниша – это совокупность всех факторов и условий среды (физической пространство, способ питания, образ жизни, взаимоотношения с другими видами), в пределах которых может существовать вид в природе.

52 Экологическая ниша Каждый организм имеет специфическую экологическую нишу Два вида не занимают одну и ту же нишу Пустующая экологическая ниша всегда будет заполнена

53 Тест 1. Концепция устойчивого развития предполагает 1.повышение уровня жизни 2.получение максимальной прибыли 3.сбалансированность решения социально- экономических и экологических задач 4.развитие общества без увеличения антропогенной нагрузки на природу

54

55 4. На каком этапе взаимодействия общества и природы не нарушались процессы самоподдержания и авторегуляции экосистем 1.Этап аграрной цивилизации 2.Этап индустриальной цивилизации 3.Современный этап взаимодействия человека и природы

56 5. Экологический кризис – это … 1.нарушение экологического равновесия, приводящее к полному исчезновению экосистем 2.нарушение экологического равновесия, приводящее к потери устойчивости экосистемы с возможным выходом на новый уровень функционирования экосистем или к ее гибели 3.нарушение экологического равновесия, приводящее к гибели людей, разрушению и уничтожению материальных ценностей

57 Популяции Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. Количественные характеристики популяций: статические и динамические

58 Популяции Статические показатели Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность популяции – число особей, приходящихся на единицу занимаемого пространства (кол-во чел/км 2 ) Показатели структуры – возрастная, половая, размерная структуры

59 Популяции Статические показатели. Возрастная структура. 1. Предрепродуктивная (молодые особи) 2. Репродуктивная (взрослые особи) 3. Пострепродуктивная (старые особи)

60 Популяции Динамические показатели Рождаемость – это число особей ΔN n, родившихся в популяции за некоторый промежуток времени (Δt): Р = ΔN n /Δt Удельная рождаемость – отношение рождаемости к исходной численности N b = Р/ N = ΔN n /NΔt

61 Популяции Динамические показатели Смертность – это число особей ΔN m, погибших в популяции за некоторый промежуток времени Δt: С = ΔN m /Δt Удельная смертность – отношение смертности к исходной численности: d = С/ N = ΔN m /NΔt

62 Популяции Динамические показатели Скорость изменения численности популяции: ΔN/Δt Удельная скорость изменения численности: r = b – d b = d, то r = 0 стационарное состояние b > d, то r > 0 рост популяции b < d, то r < 0 снижение численности

63 Популяции Кривые выживания

64 Типы кривых выживания: 1. Кривая I типа – сильно выпуклая кривая, характерна для видов, у которых на протяжении всей жизни смертность мала и резко возрастает в конце жизни (дрозофила, человек). 2. Кривая III типа – сильно вогнутая кривая, характерна для видов у которых смертность относительно постоянна в течение всей жизни. Причина смерти –случай, особи гибнут до начала старения. Характеризуются высокой смертностью в начальный период жизни (устрица, растения, размножающиеся благодаря рассеянию большого количества семян). Крутизна начальной части кривой будет говорить о меньшей или большей смертности молодых особей. 3. Кривая II типа (диагональная) характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни (гидра, рыбы, птицы).

65 Средняя Продолжительность жизни возраст, которого в среднем достигают особи данной выборки, т. е. частное от деления суммы возрастов на число особей.

66 Популяции Динамика популяций J-образная кривая роста численности (экспоненциальная) S-образная кривая роста численности (логистическая)

67 Популяции Биологическая емкость среды - степень способности природного окружения обеспечивать нормальную жизнедеятельность (дыхание, питание, размножение, отдых и т.п.) определенному числу организмов и их сообществ без заметного нарушения самого окружения.

68 Зависимость роста популяции от плотности

69

70 Популяции Популяционные волны Рис. Основные кривые изменения численности популяций различных видов

71 Экологические системы Экологическая система – взаимосвязанная, единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания. Экосистема: 1.биоценоз (совокупность живых организмов) 2.биотоп (место их жизни, неживые компоненты)

72 Классификация экосистем: Наземные (тундра арктическая и альпийская, листопадный лес умеренной зоны, степи, саванны, пустыня, тропический лес) Пресноводные 1. лентические (стоячие водоёмы) – озёра, пруды 2. лотические (проточные водоёмы) – реки, ручьи 3. болота Морские

73 Структура экосистемы

74 Трофическая структура экосиcтемы Пищевые (трофические) цепи - это последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой. По пищевым цепям происходит передача веществ и энергии в экосистеме от звена к звену. Каждое звено пищевой цепи –трофический уровень.

75 Трофическая структура экосистемы Продуценты (зеленые растения) - 1-й трофический уровень Растительноядные консументы – 2-й уровень Плотоядные консументы (хищники) – 3-й уровень.

76 Классификация трофических цепей: Пастбищные (цепи «выедания») – начинаются с зеленого растения и идут далее к растительноядным и плотоядным организмам. Детритные (цепи «разложения») – начинаются от мертвого органического вещества, идут к микроорганизмам, которые им питаются, затем к детритофагам и хищникам.

77 Трофическая структура экосистемы В природе пищевые цепи переплетаются, образуют пищевые трофические сети.

78 Трофическая сеть луга по Р.Риклефсу, 1979 г. (цифрами обозначены трофические уровни)

79 Трофическая структура биоценоза Экологические пирамиды Пирамида численности. Сверху вниз 1, 2, 3 трофические уровни. Цифры – число особей, шт. Пирамида биомассы. Сверху вниз 1, 2, 3 трофические уровни. Цифры – биомасса сухого вещества в г на м 2. Пирамида энергии. Сверху вниз 1, 2, 3 трофические уровни. Цифры – количество энергии Дж/(м 2 ×г).

80 Экологические пирамиды: Пирамида численности - отражает численность организмов на каждом трофическом уровне; количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается. Пирамида биомассы - характеризует массу живого вещества – указывает количество живого вещества на данном трофическом уровне (г/м2, г/м3).

81 Экологические пирамиды: Пирамида энергии - показывает количество энергии (на ед. площади или объема), прошедшее через каждый трофический уровень экосистемы за определенный промежуток времени (например, за год).

82 Закон (правило) 10 % (закон пирамиды энергий) С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, более высокий ее уровень передается около 10 % энергии (1942 г. Р.Линдеман). Например, за счет 1 т съеденной растительной массы может образоваться 100 кг массы тела травоядного животного, а за счет последнего – 10 кг массы тела хищников.

83 Продуктивность экосистем Продуктивность - биомасса, производимая на единице площади в единицу времени. Первичная продукция – органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени. Вторичная продукция – прирост массы консументов за единицу времени.

84 84 Энергетика экосистем Все процессы передачи и трансформации энергии в живых макросистемах подчиняются I и II законам термодинамики. Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом – способность создавать и поддерживать высокую степень упорядоченности, т.е. состояние с низкой энтропией. Основные энергетические процессы – фотосинтез, хемосинтез, дыхание, брожение.

85 Продуктивность экосистем

86 Функционирование экосистем Гомеостаз способность экосистем (организмов, популяций) противостоять изменениям и сохранять равновесие.

87 Гомеостаз

88 Функционирование экосистем Сукцессия – последовательная смена биоценозов на одной и той же территории в направлении повышения устойчивости экосистемы.

89 Виды сукцессии: Первичная сукцессия – процесс развития и смены биоценозов на незаселенных ранее участках: голая скала лишайники мхи травы лес. Вторичная сукцессия - происходит на месте сформировавшегося биоценоза после его нарушения по какой-либо причине (пожар, вырубка леса, засуха).

90 Тест 1. Общее количество особей популяции на данной территории или данном объеме - 1. биомасса 2. численность популяции 3. ареал 4. микробиоценоз

91 2. Группа организмов в пределах вида на определенной территории 1. биота 2. популяция 3. фауна 4. флора

92 3. Численность популяции увеличивается по экспоненциальному закону 1. при освоении новых мест обитания 2. при ограничении пищевых ресурсов 3. при избытке пищевых ресурсов 4. при отсутствии ограничивающих факторов

93 4. Элемент окружающей среды, оказывающий специфическое воздействие на живые организмы и на характер их взаимоотношений друг с другом – это: 1. угнетающий фактор; 2.экологический фактор; 3.трофический элемент; 4.оптимальный элемент.

94 5. Компоненты и явления природы, происхождение которых связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов – это: 1.природные условия; 2.биогенные факторы; 3.абиотические факторы; 4.биотические факторы.

95 Функционирование экосистем Круговорот биогенных элементов (биогеохимический круговорот). Наиболее важные: вода, кислород, углерод, азот и фосфор. Основной принцип функционирования экосиcтем: Получение ресурсов и переработка отходов происходит в процессе круговорота всех элементов.

96 Функционирование экосистем Круговорот воды в биосфере

97 Функционирование экосистем Круговорот азота

98 Функционирование экосистем Круговорот углерода

99 Функционирование экосистем

100 Учение о биосфере Э. Зюсс (1875 г.), термин биосфера В.И. Вернадский (1863–1945 г.г.), современное учение о биосфере

101 Учение о биосфере Биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами Биосфера - живые организмы и продукты их жизнедеятельности

102 Структура биосферы

103 Категории вещества в биосфере Живое вещество (2.4×10 12 т, 97% растения, 3% животные) Косное вещество Биокосное вещество Биогенное вещество

104 Сущность учения Вернадского В.И. Роль живого вещества Функции биосферы

105 1) организованность; 2) устойчивость; 3) эмерджентность; 4) разнообразие видов.

106 Свойства живого вещества 1.Высокая химическая активность благодаря биологическим катализаторам (ферментам) 2.Высокая скорость протекания реакций 3.Высокая скорость обновления живого вещества 4.Способность быстро занимать все свободное пространство (правило «максимального давления жизни») 5.Возможность произвольного перемещения в пространстве 6.Наличие специфических химических соединений 7.Высокая приспособительная способность (адаптация)

107 Функции живого вещества в биосфере Энергетическая Газовая функция Концентрационная Окислительно-восстановительная Средообразующая Рассеивающая Информационная

108 Категории живого вещества в биосфере Продуценты (автотрофы) – самопитающиеся Консументы (гетеротрофы) - питающиеся другими Редуценты (миксотрофы)- разлагающие живые вещества

109 Потоки вещества и энергии в биосфере Рис. 2. Схема, отражающая потоки вещества и энергии в биосфере

110 Эволюция биосферы ~ 4,7–4,6 млрд. лет назад. Вода является первой средой жизни на Земле. ~3,5 млрд. лет-1,5 млрд. лет назад – простейшие одноклеточные организмы. Начинается выделение кислорода. ~ 600 млн. лет назад - первые позвоночные животные – рыбы, паразиты. Содержание кислорода достигло 0.6 %. Формируется вторая среда жизни – живой организм.

111 Эволюция биосферы Формирование почвы и воздушно- наземной среды жизни. 400–350 млн. лет, уровень кислорода - 21 %, выход животных на сушу, бурный рост лесов, первые насекомые, крупные животные 40 тыс. лет назад. Появление человека. Настоящее: Экологический кризис. Техносфера.

112 Эволюция биосферы Будущая стадия развития биосферы: ноосфера, сфера разума. Качественно новая, высшая стадия развития биосферы под контролем разумной деятельности человека.

113 Тест 1. Относительно однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое определенным биоценозом называется: 1. ареал; 2.экологическая ниша; 3.биотоп; 4.ландшафт.

114 2. Биогеохимический круговорот веществ в биосфере обеспечивается за счет: 1.энергии ветра и воды; 2.биогенной миграции элементов; 3.внутренней энергии Земли; 4.энергии Солнца и ветра.

115 3. Азот выделяется в воздух из почвы благодаря деятельности: 1.нитрифицирующих бактерий; 2.денитрифицирующих бактерий; 3.аэробных бактерий; 4.ацидофильных бактерий.

116 4. Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик это экологическая: 1.система; 2.толерантность; 3.ниша; 4.валентность.

117 5. Закон (принцип) толерантности гласит: 1.фактором процветания является минимум экологического фактора; 2.фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора; 3.фактором процветания является максимум экологического фактора; 4.величина толерантности всегда одинакова.

118 Тема 3. Человечество в экосистеме Земли

119 Демографические проблемы Рис. Увеличение емкости среды для популяции человека

120 Время удвоения численности населения Период, лет н.э. Рост населения (от и до), млн.чел. Время удвоения, лет 0 – – – – – – – – – –

121 Теория Т.Р. Мальтуса XIX вXX в Обеспеченность пищей (арифметическая прогрессия) Численность населения (геометрическая прогрессия)

122 Демографические проблемы Таблица Самые населенные страны в 2006г. Страна Численность населения в 2006г., тыс. чел. Численность населения в 2005г., тыс. чел. Изменение, % 1Китай , ,70,60 2Индия , ,03,15 3США , ,20,90 4Индонезия , , Бразилия , ,21,03

123 Демографические проблемы Показатели численности: СКР – суммарный коэффициент рождаемости – среднее число детей, которое рожает каждая женщина в течение своей жизни ОКР – общий коэффициент рождаемости – среднее число рождений на 1000 человек в год ОКС – общий коэффициент смертности – среднее число смертей на 1000 человек в год r = ОКР – ОКС – естественный прирост

124 Рост человеческой популяции в развитых и развивающихся странах Годы

125 Демографические проблемы Продолжительность жизни - среднее число лет, которые живут или могут прожить несколько человек, родившихся в одном и том же году.

126 Продолжительность жизни по странам мира 1.Андорра – 83,49 2.Макао – 81,87 3.Сан-Марино – 81,43 4.Япония – 80,93 5.Сингапур – 80,42 6.Австралия – 80,13 7.Гернси (Брит.) - 80,04 8.Швейцария – 79,99 9.Швеция – 79,97 10.Гонконг – 79, Канада – 79,83 48.США – 77,14 95.Китай – 72, Эстония – 70, Россия – 67, Украина – 66,5 154.Грузия – 64, Индия – 63, Нигерия – 51, Мозамбик – 31,3

127 Демографические проблемы Половозрастные пирамиды Рис. Половозрастные пирамиды для развивающихся и развитых стран

128 Демографическая ситуация в России

129 Таблица 1. Изменение численности населения РФ в гг.

130 Демографическая ситуация в России Таблица 1. Изменение численности населения РФ в гг.

131 Демографическая ситуация в России Таблица 1. Изменение численности населения РФ в гг. Годы Численность населения на начало года, млн. чел. Изменения за год, тыс. чел. Общий прирост В том числе ЕстественныйМиграционный ,7608,6333,6275, ,3–654,3–932,8278, , 8–561,2–689,5128, ,0–121,3–363,5242, ,9–12,1–198,4210,6

132 Пирамида населения России в 2011 году по полу и возрасту (млн человек)

133 Демографическая ситуация в России Продолжительность жизни на 2008г.: для всего населения 67,9 лет (61,8 - у мужчин и 74,2 - у женщин) Половая структура популяции: в 2002г. женщин было на 9 миллионов больше, чем мужчин Младенческая смертность: менее 10 на 1000 новорожденных

134 Демографическая ситуация в России Продолжительность жизни на 2008г.: для всего населения 67,9 лет (61,8 - у мужчин и 74,2 - у женщин) Половая структура популяции: в 2002г. женщин было на 9 миллионов больше, чем мужчин Младенческая смертность: около 10 на 1000 новорожденных

135 Демографическая ситуация в России Причины депопуляции в России: ухудшение уровня жизни неуверенность перед будущим, психологические стрессы жилищные проблемы ухудшение качества питания снижение доступности медицинской помощи загрязнение окружающей среды

136 Общая характеристика воспроизводства населения в Российской Федерации Показатели естественного движения населения

137 Причины смертности в РФ

138 Общая характеристика миграционной ситуации в Российской Федерации Общие итоги миграции в РФ за период гг.

139 Международная миграция за период с 2007 по 2009г.

140 Урбанизация Урбанизация – рост городов и городского населения, усиление их роли и распространение городского образа жизни. В мире: В 1900 г. в городах жило около 14 % населения, в 1950 г. – 29 %, в 1995 г. – 45 %, а в 2000 г. – 47,5 %. В России: В 2000 г % населения

141 Урбанизация Мегаполисы - наиболее крупная форма городского расселения. На 2000г.: Токио – 26,4 млн. чел., Мехико – 17,9 млн. чел., Нью-Йорк – 16,6 млн. чел., Москва – 13,4 млн. чел., Шанхай – 12,9 млн. чел.

142 Урбанизация Положительные стороны большие возможности трудоустройства, более разнообразный выбор профессий, экономичная система жизнеобеспечения населения. Отрицательные стороны высокий уровень загрязнения (химического, шумового, электромагнитного, бактериального, информационного), высокий процент заболеваемости, стрессы.

143 Урбанизация Рис. Изменение соотношения городского (1) и сельского (2) населения России

144 Изменение численности населения в РФ (темпы урбанизации в РФ)

145 Пути решения демографических проблем 1. экономическое развитие; 2. контроль рождаемости; 3. социально-экономические изменения.

146 Пути решения демографических проблем 1. Регулирование численности населения через экономическое развитие Теория демографического перехода: В промышленно развитых странах наблюдается снижение смертности и рождаемости, рост населения замедляется, а затем и сокращается

147 Пути решения демографических проблем Рис. Схема демографического перехода

148 Пути решения демографических проблем 2. Регулирование численности населения через планирование семьи Образование в области деторождения Распространение контрацептивов Службы планирования семьи 3. Регулирование численности населения через социально-экономические изменения Экономические стимулы (штрафы, вознаграждение) Расширение прав женщин Эмиграция в другие страны

149 Тема 4. Природные ресурсы и основы рационального природопользования

150 Природные ресурсы Природные ресурсы – это совокупность природных объектов и явлений, которые используются человеком для поддержания своего существования.

151 Природные ресурсы Классификация природных ресурсов· по источникам происхождения: биологические минеральные энергетические ресурсы

152 Природные ресурсы по использованию в производстве: земельный фонд лесной фонд водные ресурсы гидроэнергетические ресурсы ресурсы фауны полезные ископаемые

153 Природные ресурсы по степени исчерпаемости

154 Природные ресурсы Состояние исчерпаемых возобновимых ресурсов. Состояние флоры и фауны Всего 1,5 млн. видов растений и животных За 400 лет исчезли сотни видов птиц, растений, млекопитающих и др. Под угрозой исчезновения находятся тысячи видов млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб и т.д.

155 Природные ресурсы Основные причины утраты биологического разнообразия Уничтожение или нарушение среды обитания Промысловая охота Интродукция чуждых видов Прямое уничтожение с целью защиты сельскохозяйственной продукции Случайное (непреднамеренное) уничтожение Загрязнение окружающей среды

156 Природные ресурсы Состояние исчерпаемых возобновляемых ресурсов. Состояние земельного фонда

157 Природные ресурсы Деградация почв, т.е. ухудшение их свойств. Уничтожение лесов Основные виды антропогенного воздействия на почвы эрозия (ветровая и водная); загрязнение почв; вторичное засоление и заболачивание; опустынивание; отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

158 Природные ресурсы Состояние исчерпаемых невозобновимых ресурсов. Полезные ископаемые: ископаемое топливо; металлическое минеральное сырье; неметаллическое минеральное сырье. Изменение рельефа местности, химическое загрязнение и механическое нарушение почв, ухудшение качества подземных и поверхностных вод, осушение болот, загрязнение атмосферного воздуха и др.

159 Природные ресурсы Пути решения проблемы ресурсов полезных ископаемых 1. Использование вод и шельфов Мирового океана Воды Мирового океана - Na – 30,62 %, Cl – 55,07 %, Mg – 3,68%, S – 2,73 %, Ca – 1,18 %, K – 1,1 %. Шельф – нефть, газ, уголь, полезные ископаемые (Ti, Mg, Ag, Pt и др.)

160 Природные ресурсы 2. Охрана и рациональное использование недр Обеспечение полного и комплексного геологического изучения недр. Полное извлечение из недр и рациональное использование запасов основных и попутных компонентов. Комплексное использование минерального сырья, включая проблему утилизации отходов. Охрана месторождений от затопления, обводнения, пожаров. Предотвращение загрязнения недр при подземном хранении веществ, захоронении отходов производства.

161 Природные ресурсы 3. Использование вторичных ресурсов, создание малоотходных технологий Сокращается потребность в первичном сырье Уменьшается загрязнение вод и земель Сокращаются энергетические затраты на переработку сырья

162 Тест 1. Как называются колебания численности особей, характерные для любой популяции животных: 1.Динамикой; 2.Волнами жизни; 3.Изменениями; 4.Периодичностью.

163 2. Чем ограничивается предельная численность любого вида в естественных условиях: 1.климатическими условиями; 2.экологической емкостью среды его обитания; 3.размером среды его обитания; 4.температурным режимом местности.

164 3. Половая структура популяции отражает различия в: 1.физиологии самок и самцов; 2.поведении самок и самцов; 3.смертности самок и самцов; 4.соотношении самок и самцов.

165 4. Наземную формацию, характеризующуюся количеством осадков менее 200 мм/год и бедностью растительного покрова называют: 1.саванной; 2.тайгой; 3.пустыней; 4.тропическим лесом.

166 5. Волк и лисица находятся на одном трофическом уровне, потому что: 1.поедают растительноядных животных; 2.используют свою пищу примерно на 10 %; 3.имеют сходные размеры; 4.их кормовой рацион разнообразен.

167 Абиотические факторы Химические характеристики Песок – кремнезем SiO 2 Глина – глинозем Al 2 O 3 и силикаты Al 4 (SiO 4 ) 3, Fe 4 (SiO 4 ) 3, Fe 2 SiO 4. Большая удельная поверхность кристаллов. В среднем состав почвы: > 50 % SiO 2, 1 – 25 % Al 2 O 3, 1 – 10 % оксиды железа, 0.1 – 5 % оксиды магния, калия, фосфора.

168 Абиотические факторы А – перегнойно-аккумулятивный горизонт (до нескольких десятков см) : А0 – подстилка (дернина) А1 – гумусовый горизонт А2 – элювиальный горизонт (вымывания) В – иллювиальный горизонт (вмывания) Рис. 4. Схема почвенного профиля