- •Л.Н. Блинов, н.Н. Ролле Экология
- •Содержание
- •1. Основные понятия
- •Часто встречающаяся классификация экологических факторов (факторов среды)
- •Зоны воздействия экологического фактора на организм
- •Схемы различных по открытости систем
- •2. Биоценоз, биотоп, биогеоценоз, окружающая среда
- •Структура биогеоценоза
- •Сукцессия хвойного леса после пожара
- •3. Атомные и молекулярные частицы
- •4. Основные законы, правила и принципы экологии
- •Принцип Ле Шателье-Брауна
- •5. Оболочки планеты: состав, основные процессы. Атмосфера
- •Особенности химических процессов в атмосфере
- •Атмосфера
- •Примеры фотохимических и химических процессов в атмосфере
- •Воздух, которым мы дышим
- •6. Гидросфера
- •Природная вода
- •Качество природной воды
- •Химические процессы в гидросфере
- •Особенности химических процессов в гидросфере
- •Примеры химических процессов в гидросфере
- •7. Литосфера
- •Основной элементный состав земной коры
- •Химические процессы в литосфере
- •8. Биосфера – особая оболочка планеты
- •Некоторые особенности биосферы
- •Средний химический состав оболочек планеты
- •Средний элементный химический состав живого вещества суши
- •Разведанные запасы некоторых химических элементов и их ежегодное накопление живым веществом
- •Процессы в биосфере
- •Основные функции живого вещества в биосфере
- •Химические процессы в биосфере
- •Примеры химических и фотохимических процессов в биосфере
- •9. Взаимодействие веществ в оболочках планеты
- •10. Природные ресурсы
- •Виды минерального сырья и их запасы
- •11. Загрязнение и загрязнители окружающей среды Загрязнение
- •Загрязнение и загрязнители окружающей среды
- •Источник загрязнения
- •Естественные источники загрязнения
- •Вулканы
- •Основные природные источники поступления некоторых соединений
- •Антропогенные источники загрязнения
- •Загрязнения
- •Данные по реальной загрязненности механическими микрочастицами дистиллированной воды для инъекций из 10 проверенных серий
- •Смог в большом городе
- •12. Токсичность
- •Супертоксиканты:
- •Нейтрализация токсичных веществ
- •13. Локальная среда обитания. Факторы воздействия. Пищевые добавки
- •14. Экология и кибернетика. Системный подход Экология и кибернетика
- •Простейшая функциональная схема для биоструктур
- •Пример составления уравнений по структурной схеме
- •Упрощенная функциональная схема большого города
- •15. Полезные мысли и высказывания
- •16. Список примерных тем для рефератов и компьютерных работ
- •17. Приложения
- •Приложение 4 Основные законы и постановления экологического законодательства рф
- •Приложение 5 Данные по гигиеническому нормированию некоторых тяжелых металлов в воздухе
- •Приложение 6 Данные по пдк некоторых веществ в водоемах для общественного и бытового использования в странах снг, мг/л
- •Приложение 8 Классификация воды по качеству
- •Приложение 9 Данные по качеству вод, используемых для питьевого снабжения в различных странах
- •Приложение 10 Санитарные нормы допустимых концентраций для некоторых химических веществ в почве
- •18. Список литературы
Принцип Ле Шателье-Брауна
При любом внешнем воздействии, которое выводит экосистему из состояния равновесия, в системе усиливаются те процессы, которые ослабляют это воздействие, т.е. система стремится вернуться в состояние равновесия. При этом, чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия экосистем этому отклонению.
В более общем виде: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, произведено внешнее воздействие, то система стремится отреагировать таким образом, чтобы скомпенсировать произведенное воздействие (если это возможно).
Устойчивость экосистемы
Способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия каких-либо факторов, которые выводят её из равновесия.
Принцип эмерджентности
Принцип не сводимости свойств целого к сумме свойств его частей (Н.Ф. Реймерс, Ю. Одум).
Принцип неравновесной динамики Пригожина-Онсагера
Принцип, сутью которого является следующее: неравновесность есть то, что порождает «порядок из хаоса». Общий принцип для открытых систем.
Принцип Реди
Все живое происходит только от живого.
Биогеохимические принципы Вернадского
Первый принцип. «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».
Второй принцип. «Эволюция в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы».
Третий принцип. «В течение всего геологического времени … заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало».
Биогеохимические принципы Вернадского направлены на увеличение КПД биосферы в целом.
Правило биологического усиления
Накопление живыми организмами ряда химически стабильных веществ (пестициды, радионуклиды и др.) приводит к усилению их действия по мере прохождения в биологических циклах и пищевых (трофических) цепях.
Правило «трех третей»
Стратегическое соотношение условий для экологии человека (на глобальном, региональном и локальных уровнях): треть территории должна быть занята заповедной дикой природой, треть – ограниченное хозяйственное использование с сохранением естественного ландшафта, треть – подвергаться окультуриванию (дороги, города, агроэкосистемы и др.).
Правило 1%
Изменение энергии природной экосистемы в среднем на 1% (от 0,3 до 1%) выводит экосистему из состояния равновесия.
Вывод: относительно безопасный уровень потребления ресурсов биосферы не должен превышать 1%.
Пропорция (уравнение) Рэдфилда
Оптимальное соотношение атомов важнейших элементов в биосфере составляет C:N:P=100:15:1.
5. Оболочки планеты: состав, основные процессы. Атмосфера
Атмосфера – газообразная (газовая) оболочка планет. Атмосфера Земли состоит из смеси газов, водяных паров и мелких частиц твердых веществ. Основа атмосферы – воздух, представляющий собой смесь газов, в первую очередь азота, кислорода, аргона и углекислого газа.
Атмосфера Земли уникальна по содержанию в ней различных газов, в том числе инертных. Главными составляющими частями верхних слоев атмосферы являются H2 и He, а также их ионы. Атмосфера Земли имеет массу ~ 5,15٠1015т. Содержание основных компонентов воздуха и малых добавок в нем приведено далее.
Компоненты |
Содержание, % |
|
Массовая доля |
Объемная доля |
|
Азот |
75,52 |
78,09 |
Кислород |
23,15 |
20,94 |
Аргон |
1,28 |
0,93 |
Диоксид углерода |
0,046 |
0,033 |
Неон |
1,2•10-3 |
1,8•10-3 |
Гелий |
7,2•10-5 |
5,2•10-4 |
Криптон |
3,3•10-4 |
10-4 |
Ксенон |
3,9•10-5 |
8•10-6 |
Оксид азота |
2,5•10-3 |
2,5•10-4 |
Водород |
3,5•10-6 |
5•10-5 |
Метан |
0,8•10-4 |
1,5•10-4 |
Диоксид азота |
8•10-5 |
1,5•10-4 |
Озон |
10-5 – 10-6 |
2•10-6 |
Диоксид серы |
- |
2•10-8 |
Оксид углерода |
- |
10-5 |
Аммиак |
- |
10-6 |
По характеру изменений температуры с ростом высоты различают несколько сфер, разделенных узкими переходными зонами, называемыми паузами.
Тропосфера – нижний, примыкающий к Земле слой. Характеризуется средним вертикальным градиентом температуры 6 град/км.
Стратосфера – слой, следующий после тропосферы. Здесь температура остается примерно постоянной до высоты 25 км, а затем постепенно возрастает почти до 0°С на нижней границе стратопаузы (около 55 км).
Мезосфера – слой, расположенный выше стратосферы. Характеризуется новым понижением температуры в среднем примерно до -100°С на высоте около 80 км.
Термосфера – слой, находящийся выше мезосферы. В термосфере кинетическая температура постепенно возрастает с высотой.
Ионосфера – слой атмосферы от ~60 до 500 км.