Биогеоценоз, состав и структура, экологические проблемы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ленинградский государственный университет имени А. С. Пушкина

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По предмету: «Экология»

На тему: «Биогеоценоз, состав и структура, экологические проблемы»

Выполнила: Воронко Т.И.

Санкт-Петербург

2015

Содержание

1. Биогеоценоз

2. Состав биогеоценоза

3. Структура биогеоценоза

4. Основные экологические проблемы

5. Экология и здоровье человека

Список литературы

1. Биогеоценоз

Биогеоценоз принято характеризовать как сухопутную экосистему, ограниченную растительным сообществом, дающим условия для жизни животным, грибам, бактериям. Можно сказать, что биогеоценоз - один из множества видов экосистем.

Итак, биогеоценоз - это эволюционно сложившаяся, пространственно-ограниченная природная система, которая состоит из комплекса живых организмов и окружающей их абиотической среды.

Пример биогеоценоза - любой лес: сосняк, ельник, дубрава, смешанный лес. Обычно лесные биогеоценозы получают бинарное название исходя из ведущих видов растений: сосняк-брусничник, сосняк-беломошник, ельник-черничник, ельник-зеленомошннк и др.

К различным видам биогеоценозов относятся болота, лесные, тундровые, степные и пустынные экосистемы.

2. Состав биогеоценоза

Во всяком биогеоценозе можно выделить абиотические и биотические компоненты.

К абиотическим компонентам биогеоценоза относят:

1.неорганические вещества (углекислый газ, вода, кислород; ионы кальция, магния, калин, натрия и др.);

2.органические соединения, связывающие абиотическую и биотическую части биогеоценоза (белки, углеводы, липиды, гуминовые кислоты и др.);

3.климатический режим (температура, влажность, соленость воды, радиация, давление и др.).

Биотические компоненты представляют собой три взаимосвязанные функциональные группы организмов: продуценты, консументы, редуценты.

Продуценты (от лат. producens - производящий) - автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Это главным образом зеленые растения и в меньшей степени - фотосинтезирующие и хемосинтезирующие бактерии.

Консументы (от лат. consumo - потреблять) - гетеротрофные организмы, потребляющие готовые органические вещества как источник пищи и энергии. Это - все животные, грибы и многие бактерии (из последних в основном - паразиты).

Редуценты (от лат. reducens - возвращающий) - гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, они расщепляют сложные органические соединения до неорганических веществ (воды, углекислого газа, минеральных солей и др.), пригодных для использования продуцентами.

Продуценты улавливают энергию солнечных лучей (при фотосинтезе) или энергию химических связей неорганических веществ (при хемосинтезе) и переводят ее в энергию химических связей синтезированных ими органических веществ. Консументы, питаясь продуцентами, поглощают образованные ими органические вещества. Преобразованная в процессе питания энергия используется консументами для жизнедеятельности и построения тела. Наконец, редуценты, разлагающие органические вещества, высвобождают энергию, содержащуюся в их химических связях, и используют ее для осуществления процессов жизнедеятельности.

Таким образом, биотическую структуру биогеоценоза образуют три группы органиамов: продуценты, консументы, редуценты. Они трансформируют энергию и обеспечивают биологический круговорот.

3. Структура биогеоценоза

Важный принцип организации биогеоценоза состоит в объединении продуцентов, консументов и редуцентов в цепи питания, или трофические (от лат. trophe - питание) цепи.

Цепи питания - это цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества; каждое предыдущее звено цепи является пищей для последующего. Выпадение хотя бы одного звена в сложной пищевой цепи приводит к нарушению трофических связей.

Существуют разные уровни цени питания. Это так называемые трофические (пищевые) уровни.Трофический уровень - одно звено в цепи питания, которое может быть или продуцентом, или консументом, или редуцентом. биогеоценоз продуцент цепь питание

В каждом звене трофической цепи из энергии усвоенной пищи обычно меньшая часть идет на прирост веществ, а остальная, большая часть - на энергетический обмен. Продукция каждого трофического уровня обычно в 10 раз меньше продукции предыдущего уровня. Чем длиннее цепи, тем меньше продукция ее конечных звеньев.

Представители разных трофических уровней в цепях питания связаны между собой односторонне направленной передачей веществ и заключенной в них энергии.

Пищевые (трофические) цепи можно подразделить на пастбищные и детритные.

Пастбищные цели всегда начинаются с зеленого растения. Это означает, что первый трофический уровень представлен автотрофами. Второй трофический уровень составляют консументы 1-го порядка - травоядные животные (зерноядные птицы, зайцы, растительноядные насекомые и т. д.). Третий трофический уровень представлен консументами 2-го порядка - плотоядными животными (мелкими хищниками, насекомоядными птицами, паразитами травоядных животных). Далее пищевую цепь продолжают консументы 3-го, 4-го порядков, представленные плотоядными животными (более крупными хищниками или паразитами хищников).

В качестве примера приведем относительно короткую и простую пищевую цепь:

травянистые растения (продуценты) > заяц (консумент 1-го порядка) > рысь (консумент 2-го порядка).

Более длинная и сложная цепь может выглядеть следующим образом:

хвоя сосны (продуцент) > личинки соснового шелкопряда (консументы 1-го порядка) > синицы (консументы 2-го порядка) > ястребы (консументы 3-го порядка).

В детритных (от лат. detritus - истертый) пищевых цепях, наиболее распространенных в лесах, первый трофический уровень всегда представлен растительными и животными остатками и их выделениями, которые в результате деятельности редуцентов - микроорганизмов - превращаются в органические и частично минеральные вещества - детрит. Второй трофический уровень составляют консументы 1-го порядка (животные, которые питаются детритом), третий - консументы 2-го порядка. Детритные цепи бывают довольно длинными, в них могут входить и хищники. Приведем пример детритной пищевой цени:

навоз > личинки насекомых > птицы > хищники.

Пастбищные и детритные пищевые цепи чаще всего представлены в биогеоценозах совместно, но почти всегда одни из них преобладают над другими.

Пищевые цепи тесно переплетены, в результате чего создаются сложнейшие сети питания.

Как правило, вид занимает один, иногда два трофических уровня. Например, песец обычно питается мелкими грызунами - леммингами, но при низкой численности леммингов добывает яйца и птенцов гусей, куликов. Любой трофический уровень представлен не одним, а многими видами, в результате чего цепи питания сложно переплетены.

Ярусность. Функционирование биогеоценоза и его устойчивость определяются разнообразием видов, но и обусловлены также связями между популяциями разных видов, характером их взаимодействия с условиями неживой природы, распределением организмов в пространстве.

Распространение организмов в пространстве редко бывает равномерным. В любом сообществе встречаются группы растений разной высоты, образующие вертикальную структуру биоценоза - ярусность. Например, в лесу растительность может быть представлена деревьями первого верхнего яруса (сосна, ель), деревьями второго яруса (рябина, осина), кустарниками, образующими третий ярус, а также формирующими четвертый ярус кустарничками (черника, брусника) и травами. На почве в лесу всегда имеются опавшие листья, отмершие побеги, сухие ветки. В почве также наблюдается ярусное расположение корней растений.

Благодаря ярусности организмы полнее используют среды.

Итак, биогеоценоз как единый природный комплекс состоит из популяций разных видов, взаимодействующих между собой и неживой природой.

4. Основные экологические проблемы

Основные экологические проблемы в биотических сообществах, выделяемые учеными в настоящее время, следующие:

снижение биологического разнообразия планеты;

потеря регуляторных функций живой природы на всех уровнях;

деградация генофонда биосферы;

сокращение площади лесов, уничтожение влажно-тропических лесов на огромных площадях; лесные пожары и выжигание растительности;

изменение альбедо земной поверхности;

сокращение и исчезновение многих видов сосудистых растений, сокращение численности и вымирание отдельных видов животных;

Познание внутренней структуры динамики взаимодействия между составными элементами биогеоценоза, ритмов жизни растительно-животных сообществ позволяет разрабатывать меры для максимального их использования с целью получения наибольшего количества необходимой человеку продукции, а также обеспечить долговечность биотических сообществ, уменьшать отрицательные последствия преобразующей деятельности человека, вплотную подойти к управлению биосферой.

Особенно существенное значение биогеоценология имеет для практики лесного и сельского хозяйства, изучения среды жизни человека на Земле, для космонавтики, защиты промышленных изделий, продуктов питания, кормов от повреждения биологическими компонентами биосферы, для реализации эффективных природоохранных мероприятий.

5. Экология и здоровье человека

Изначально Homo sapiens жил в окружающей природной среде, как и все консументы экосистемы, и был практически незащищен от действия ее лимитирующих экологических факторов. Первобытный человек был подвержен тем же факторам регуляции и саморегуляции экосистемы, что и весь животный мир, продолжительность его жизни была небольшой, и весьма низкой была плотность популяции. Главными из ограничивающих факторов были гипердинамия и недоедание. Среди причин смертности на первом месте стояли патогенные (вызывающие болезни) воздействия природного характера. Особое значение среди них имели инфекционные болезни, отличающиеся, как правило, природной очаговостью.

Чума и другие инфекционные болезни (холера, малярия, сибирская язва, туляремия, дизентерия, дифтерия, скарлатина и др.) уничтожали людей различного возраста, в том числе и репродукционного. Это обусловило достаточно медленный рост населения -- первый миллиард жителей на Земле появился в 1860 г. Но открытия Пастера и др. в конце XIX в., давшие мощный толчок развитию профилактической медицины XX в. в лечении весьма тяжелых заболеваний, резкое улучшение санитарно-гигиенических условий жизни, культуры и образованности человечества в целом, привели к резкому снижению заболеваемости природно-очаговыми болезнями, а некоторые из них практически исчезли в XX в.

Однако, чтобы бороться с действием естественных факторов регуляции экосистемы, человеку пришлось использовать природные ресурсы, в том числе и невосполнимые, и создать искусственную среду для своего выживания.

Искусственная среда также требует адаптации к себе, которая происходит через болезни. Главную роль в возникновении болезней в этом случае играют следующие факторы: гиподинамия, переедание, информационное изобилие, психоэмоциональный стресс. В связи с этим наблюдается постоянный рост «болезней века»: сердечно-сосудистых, онкологических, аллергических заболеваний, психических расстройств и, наконец, СПИДа, и др.

Природная среда сейчас сохранилась лишь там, где она не была доступна людям для ее преобразования. Урбанизированная или городская среда -- это искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в природе и способный существовать только при постоянном обновлении. Влияние городской среды достаточно ярко подчеркивается определенными тенденциями современного состояния здоровья человека.

С медико-биологических позиций наибольшее влияние экологические факторы городской среды оказывают на следующие тенденции:

1) процесс акселерации,

2) нарушение биоритмов,

3) аллергизация населения,

4) рост онкологической заболеваемости и смертности,

5) рост доли лиц с избыточным весом,

6) отставание физического возраста от календарного,

7) "омоложение" многих форм патологии,

8) абиологическая тенденция в организации жизни ( гиподинамия, курение, наркомания) и др.

Сохранение здоровья или возникновение болезни -- это результат сложных взаимодействий внутренних биосистем организма и внешних факторов окружающей среды. Познание этих сложных взаимодействий явилось основой для возникновения профилактической медицины и ее научной дисциплины -- гигиены.

Гигиена -- наука о здоровом образе жизни. Интенсивно начала развиваться более 100 лет назад благодаря работам Л. Пастера, Р. Коха, И. И. Мечникова и др. Гигиенисты первыми увидели связь между средой и здоровьем человека и за последние десятилетия эта наука получила мощное развитие, заложив основы современной науки об охране окружающей среды. Однако у гигиены как отрасли медицинской науки есть и свои специфические задачи.

Гигиена изучает влияние разнообразных факторов среды на здоровье человека, его работоспособность и продолжительность жизни. К ним относятся природные факторы, бытовые условия и общественно-производственные отношения. В ее основные задачи входит разработка научных основ санитарного надзора, обоснование санитарных мероприятий по оздоровлению населенных пунктов и мест отдыха, охрана здоровья детей и подростков, разработка санитарного законодательства, санитарная экспертиза качества пищевых продуктов и предметов бытового обихода. Важнейшей задачей этой науки является разработка гигиенических нормативов для воздуха населенных мест и промпредприятий, воды, продуктов питания и материалов для одежды и обуви человека с целью сохранения его здоровья и предупреждения заболеваний.

Главным стратегическим направлением в научно-практической деятельности гигиенистов является научное обоснование того экологического оптимума, которому должна соответствовать среда обитания человека. Этот оптимум должен обеспечить человеку нормальное развитие, хорошее здоровье, высокую трудоспособность и долголетие.

Здоровье и благополучие человека зависят от решения множества проблем, в том числе-- перенаселение Земли в целом и отдельных регионов, ухудшение среды жизни городов и сельской местности, а отсюда -- ухудшение здоровья людей, возникновение «психологической усталости» и т. п.

Конечно, задачи охраны окружающей природной среды и рационального природопользования значительно шире задач гигиенической науки, но в конечном счете они служат одной цели -- улучшению среды обитания человека, а следовательно, его здоровья и благополучия.

Список литературы

1. Н.Д. Андреева; Биология, учебник 10-11 классы,2012г.

2. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие.- 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Издательский дом «Дашков и К^о», 2001. - 212 с.

3. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.: Агар, 1999. - 96 с.

Размещено на Allbest.ru