6. Биоэкология. Системность в экологии.

Вторая часть экологии «Биоэкология» посвящена вопросам более земным и частным. В первую очередь студенту необходимо познакомиться с современным состоянием теории биосферы, как первой и, наверное, самой сложной и активной в плане проявлений жизни подсистемой планеты.

Изучите особенности биосферы и ноосферы. Научитесь пояснять свойства биосферы как централизованной, открытой, саморегулирующейся и отличающейся большим разнообразием системы, обладающей механизмами для круговорота веществ.

Уясните отличия двух подходов к изучению явлений в экологии: экосистемного и популяционного. Разберитесь с понятиями экосистема, биогеоценоз, экотоп. Обратите внимание на различие биогеоценоза и экосистемы. При ознакомлении с законами Коммонера необходимо определить, как они согласуются с деятельностью человека.

Вопросы для самопроверки

1. Пояснить суть популяционного и экосистемного подходов в экологии.

2. Особенности экосистем.

3. Законы Коммонера.

4. Основные положения теории Вернадского, которые наиболее полно характеризуют биосферу.

5. Основные свойства биосферы.

6. Что такое биогеоценоз?

7. Что такое экотоп?

7. Движение вещества в биосфере

Необходимо уяснить отличия живого вещества от косного, биокосного, биогенного, антропогенного. Основными свойствами живого вещества являются высокая химическая активность, высокая скорость протекания реакций и обновления живого вещества, способность быстро занимать все свободное пространство, активность движения вопреки принципу роста энтропии, устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти, высокая адаптация. Отличайте свойства и функции живого вещества. Ознакомьтесь с фондами круговоротов вещества. Изучите схемы круговоротов воды, углерода, азота, фосфора. Изучите пути возврата элементов в круговорот.

Вопросы для самопроверки

1. Характеристика типов веществ в биосфере.

2. Основные свойства живого вещества.

3. Функции живого вещества в биосфере.

4. Примеры круговороты вещества в биосфере.

8. Движение энергии в биосфере

Свойства энергии определены 1-м и 2-м законами термодинамики. Уясните важное отличие движения вещества и энергии в биосфере, заключающееся в невозможности круговорота энергии, и научитесь обосновывать это утверждение. Важной характеристикой качества энергии является энтропия. Необходимо понять ее физический смысл и уметь объяснять отсутствие противоречия в существовании живых организмов, являющихся открытыми системами, 2-му закону термодинамики. Все процессы в живых организмах сопровождаются ростом внутренней энтропии организма S_i >0 и потреблением из окружающей среды отрицательной энтропии S_е <0. В организме остается свободная энергия – разница энтропии продуктов реакции и энтропии исходных компонентов S_e=S_прод-S_исх<0, затрачиваемая на дыхание и создание продукции. Необходимо понять, что по пути усложнения структуры системы движется глобальный эволюционный процесс.

Изучите структуру трофической цепи, ее элементы, два ее основных типа – пастбищную и детритную. Уясните отличие автотрофов, гетеротрофов (консументов первого порядка, второго и т.д.), детритофагов и редуцентов. Обратите внимание на то, что энергетические потребности человека, в отличие от остальных живых организмов, в большей части вынесены за пределы человеческого тела в сферу производственной деятельности.

Вопросы для самопроверки

1. Энергия и энтропия.

2. Усложнение структуры системы - путь движения глобального эволюционного процесса.

3. Формирование и типы трофических цепей.

4. Автотрофы и гетеротрофы. Фитофаги и зоофаги. Детритофаги. Редуценты.

5. Передача энергии по трофическим уровням. Правило десяти процентов.

6. Особенности энергетики человека.