Контрольная работа по "Экологии"

1. Закон однонаправленности потока энергии в экосистеме.

«Энергия, получаемая экосистемой путем фотосинтеза автотрофными организмами-продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается гетеротрофным организмам-консументам (фито-, зоофагам разного порядка) и микроорганизмам-редуцентам, с падением потока на каждом из трофических уровней в результате процессов дыхания». 

[pic 1]

1. Закон циркуляции химических элементов в биосфере. 

Все вещества (биогенные и абиогенные) принимают многократное участие в явлениях, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере точнее,  в тех их частях, которые входят в состав биосферы. При этом вещество, вовлеченное в круговорот, не только перемещается, но и испытывает трансформацию и нередко меняет свое химическое и физическое состояние. Особенно активную роль в ускорении круговорота веществ и их трансформации играют живые организмы (на что впервые еще обратил внимание Ж.-Б. Ламарк).

[pic 2]

1. Первое начало термодинамики гласит:

«При всех изменениях, происходящих в изолированной системе, общая энергия системы остается постоянной, т.е. энергия не создается и не исчезает (не разрушается), а только переходит из одной формы в другую».

Применительно к биологическим системам это означает, что общее количество энергии, которое получает организм за некоторый промежуток времени, впоследствии обнаруживается вновь, во-первых, в выделяемом тепле; во-вторых, в совершаемой внешней работе и выделяемых веществах; в-третьих, в увеличении теплоты сгорания тела в результате роста или накопления вещества.

1. Повтор! Второе начало термодинамики (закон энтропии) гласит, что: «Процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия из концентрированной формы переходит в рассеянную». Применительно к экосистемам это означает, что эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (например, света) в потенциальную (энергии пищи) всегда меньше 100%. Таким образом, экосистема «работает» как своеобразная термодинамическая машина.
2. Большой круговорот. Обусловлен взаимодействием солнечной (космической) энергии с глубинной энергией Земли. С его помощью осуществляется перераспределение веществ между Биосферой и более глубокими горизонтами Земли. Его продолжительность измеряется сотнями тысяч и миллионами лет. Его суть заключается в том, что осадочные породы, образованные за счет выветривания магматических (коренных) пород, в подвижных зонах земной коры погружаются в область высоких температур и давлений, где переплавляются, метаморфизируются,  частично образуя магму – источник новых магматических пород. А частично сносятся в Мировой океан, где образуют морские напластования.  Последующие крупные медленные геотектонические процессы опускания материков и поднятий морского дна, перемещения морей и океанов приводят к тому, что эти породы вновь возвращаются на сушу и весь процесс их разрушения (выветривания) повторяется вновь. 
3. Малый круговорот веществ (биотический). В отличие от большого, совершается лишь в пределах Биосферы, т.е. с обязательным участием живых организмов. Его сущность состоит в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Главным источником биогеохимического круговорота является солнечная энергия, которая порождает фотосинтез.
4. Закон физико-химического единства (однородности) живого вещества В.И. Вернадского: «Все живое вещество Земли физико-химически едино, что не исключает биохимических различий». Это означает, что все живые организмы состоят из одних и тех же химических элементов (таблица Менделеева). Изменяется лишь соотношение их между собой.
5. Закон единства «организм-среда». Согласно этому закону, жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов».
6. Закон константности числа видов в биосфере: «Число появляющихся видов в среднем равно числу вымерающих, в результате чего общее видовое разнообразие в биосфере сохраняется относительно постоянным».
7. Повтор!!! Закон преломления экологических факторов: «Фактор, действующий на систему, преломляется через всю иерархию ее подсистем. Например, космические факторы, оказывая воздействие на биосферу Земли и ее подразделения по своей силе, (масштабам) и времени проявления могут быть ослаблены и сдвинуты по времени и даже полностью утерять свой эффект (либо напротив, его усилив)». Это связано с тем, что на биосферу одновременно воздействует множество других (наряду с космическими) земных факторов, которые накладываются друг на друга. В результате, хотя многие процессы на Земле и в биосфере подвержены влиянию Космоса (циклы солнечной активности, магнитные бури и другие процессы), не обязательно проявляются с той же цикличностью, либо не проявляются вовсе. По этой причине чисто математические закономерности здесь, как правило, не работают. 
8. Закон ограниченности природных ресурсов: глобальный исходный природно-ресурный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается. Из этого следует, что в настоящее время никаких принципиально новых видов ресурсов нет.  И человечеству в обозримом будущем надеяться не на что.
9. !!! Закон эмерджентности. Он гласит, что «целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей».

Это означает, что свойства любой системы (экосистемы) не могут сводиться к сумме свойств отдельных элементов, из которых она состоит. Другими словами, целое всегда больше суммы его частей. Например, молекула обладает иными свойствами, чем составляющие ее атомы, в то время как значительно большее скопление атомов, не объединенных в молекулы, не дает качества молекулы. Точно также простая сумма отдельных органов не является организмом.   (пример с часами).

1. Закон развития системы за счет окружающей среды: - любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно;
2. Закон обязательности заполнения экологических ниш: - пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает заполнена («природа не терпит пустоты»).
3. Закон экологического дублирования (свято место не бывает пусто): - исчезнувший или уничтоженный вид замещается другим, занимающим тот же трофический уровень, по определенной схеме, а именно:    схеме: мелкий сменяет крупного; ниже организованный - более высоко организованного; более генетически изменчивый менее генетически изменчивого. В результате этого особи измельчаются, но общее количество биомассы увеличивается.
4. Закон развития (эволюции), или закон сукцессии экосистемы: развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы. Процесс развития экосистемы – это закономерное формирование на одной и той же территории (акватории) последовательно сменяющих друг друга сообществ, конечная цель которого заключается в повышении ее устойчивости.
5. Закон конкурентного исключения (принцип Гаузе): два вида не могут существовать совместно неограниченно долго, если их экологические потребности идентичны, т.е. если эти виды занимают одну и ту же экологическую нишу.

В том случае, когда ниши двух или нескольких видов частично перекрываются, возникает особо жесткая конкуренция между ними, но в конечном счете нишу занимает один вид.