Методы экологии егэ

Биология ЕГЭ Задание 26 проверяет умение применять знания эволюции органического мира и закономерностей экологии в нестандартных ситуациях. Чтобы выполнить такое задание, надо уметь анализировать ситуации с точки зрения эволюции или экологии, прогнозировать последствия человеческой деятельности, формулировать грамотный, развёрнутый и обоснованный ответ на вопрос, владеть научным языком и биологической терминологией.

Выбрать другое задание
  Вариант ЕГЭ с пояснениями
  Кодификатор ЕГЭ

Линия 26 ЕГЭ по Биологии. Обобщение и применение знаний в новой ситуации об эволюции органического мира и экологических закономерностях. Коды проверяемых элементов содержания (КЭС): 6.1–6.5, 7.1–7.5. Уровень сложности: В (высокий). Максимальный балл: 3. Примерное время выполнения: 15 мин. Средний % выполнения: 14,8 (!).

Задание представляет собой вопрос, на который необходимо дать не менее трех вариантов ответа с пояснением или обоснованием.

Алгоритм выполнения задания № 26

1. Внимательно прочитайте задание.
2. Проанализируйте, о каком биологическом объекте (структуре, процессе, явлении) идёт речь.
3. Сформулируйте и запишите от 3 до 6 развёрнутых аргументированных ответов. Лучше использовать в ответе научный язык и биологическую терминологию, чем отвечать своими словами.

Примечание: иногда, чтобы получить максимум 3 балла, нужно осветить до 4 критериев, а иногда — не менее 5! Смотрите примеры 13 и 14 (ниже).

Задание 26 (пример выполнения с пояснением)

Линия 26. Пример № 1.
Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Какие существуют механизмы торможения роста численности популяций? Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) при возрастании плотности популяции повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;
2) при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятные и смертность увеличивается;
3) при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

Тренировочные задания

Выполните самостоятельно примеры Биология ЕГЭ Задание 26 и сверьте свой ответ с правильным (спрятан в спойлере).

Пример № 2.
При каких условиях относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение (соблюдается закон Харди-Вайнберга)? Укажите не менее четырёх условий.

Пример № 3.
На какие процессы расходуется энергия, поступившая животному с пищей? Ответ поясните.

Пример № 4.
Связь человека с окружающим миром сложилась эволюционно и является системой взаимоотношений симбионтов. Бактерии-симбионты живут в нашем кишечнике, на слизистых, коже. Какую роль они играют в пищеварительном тракте человека? Укажите не менее трёх утверждений.

Пример № 5.
Каковы главные отрицательные последствия кислотных дождей? Ответ поясните.

Пример № 6.
Почему предприятия-природопользователи сами по себе не заинтересованы в природоохранной деятельности?

Реальные задания ЕГЭ 2020 с ответами специалистов

Биология ЕГЭ Задание 26 Пример № 7.
Виды, адаптируясь к среде в процессе эволюции, могут использовать одну из двух возможных стратегий приспособления: при r-стратегии организмы стремятся к максимально возможной скорости роста численности, а при К-стратегии, наоборот, размножаются медленно.
Классическими К-стратегами являются слоны. За счёт каких особенностей размножения и поведения им удаётся поддерживать постоянную численность и избегать вымирания? Ответ обоснуйте.

Пример № 8.
Какие биотические отношения сложились в экосистеме смешанного леса между берёзой и обитающими в экосистеме сосной, ястребом-перепелятником, подберёзовиком, трутовиком? Ответ поясните.

Пример № 9.
Объясните, почему животные, ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни, обитают в основном в водной среде. Приведите не менее двух примеров таких животных.

Пример № 10.
Отечественный учёный Г.Ф. Гаузе провёл ряд экспериментов с тремя видами инфузорий. При совместном выращивании двух видов, использующих одинаковый пищевой ресурс (бактерии, находящиеся в толще воды), численность одного из них сокращалась, и через некоторое время этот вид был вытеснен другим видом. Однако отдельно друг от друга оба вида могли жить совместно с третьим видом, питающимся дрожжевыми клетками, обитающими в донном иле. Какое явление исследовал Г.Ф. Гаузе? Какие закономерности существования видов в одном биоценозе им были открыты?

Пример № 11.
Виды, адаптируясь к среде в процессе эволюции, могут использовать одну из двух возможных стратегий для поддержания численности вида: при г-стратегии организмы имеют высокую скорость размножения, а при К-стратегии, наоборот, размножаются медленно. Классическими r-стратегами являются кролики. За счёт каких особенностей размножения они достигают большого прироста численности за короткий промежуток времени? В каких условиях среды (стабильных или переменчивых) такая стратегия наиболее выгодна? Объясните почему.

Пример № 12.
Известно, что мамонты имели уши небольшого размера. Современные слоны имеют уши гораздо крупнее. Как с физиологической точки зрения объяснить подобные различия в строении ушных раковин у названных видов хоботных?

Пример № 13.
Какие приспособления во внешнем строении, сформированные в процессе эволюции, обеспечивают водный образ жизни у гусеобразных птиц? Приведите не менее пяти особенностей и объясните значение каждой из них.

Пример № 14.
Использование инсектицидов в период цветения растений в течение нескольких лет привело к сокращению численности насекомых-опылителей. Приведите не менее четырёх изменений, которые произойдут в экосистеме луга после таких обработок.

Вы смотрели: Биология ЕГЭ Задание 26. Что нужно знать и уметь, план выполнения, примеры с ответами и пояснениями (комментариями) специалистов, анализ типичных ошибок.

Выбрать другое задание
  Вариант ЕГЭ с пояснениями
  Кодификатор ЕГЭ

Биология ЕГЭ Задание 26

Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой
их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.

Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять
биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со
связями между ними.

Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.

Продуценты, консументы и редуценты

Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям разделены на:

• Продуцентов

Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические
вещества, потребляемые животными.

• Консументы

Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные
организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.

• Редуценты

Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые
растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они
преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.

Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые
тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ,
рождения новой жизни.

Пищевые цепи

Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое
предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.

Трофические цепи бывают двух типов:

• Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
• Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных

В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем,
что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих
мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.

Экосистемы обладают важным свойством — устойчивостью, которая противостоит колебаниям внешних факторов
среды и помогает сохранить экосистему и ее отдельные компоненты. Устойчивость экосистемы обусловлена:

• Большим разнообразием обитающих видов
• Длинными пищевыми цепочками
• Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
• Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы
(пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей
с повышением трофического уровня.

Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической
пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.

Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с
изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и
10000 кг фитопланктона.

Агроценоз

Агроценоз — искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз
характеризуется:

• Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
• Источник энергии — солнце (открытая система)
• Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
• Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
• Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
• Биомассы на единицу площади — мало

Биоценоз характеризуется:

• Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
• Источник энергии — солнце (открытая система)
• Круговорот веществ — замкнутый
• Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
• Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
• Биомассы на единицу площади — много

Факторы экосистемы

Любой организм в экосистеме находится под влиянием определенных факторов, называемых экологическими факторами.
Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

• Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)

К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические —
состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность,
температура, влажность.



• Биотические (греч. βίος — жизнь)

К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют
численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы
взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).



• Антропогенные (греч. anthropos — человек)

К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности.
Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.

В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось
глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.

За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ,
растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого
организма вырабатывается своя адаптация.

Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного
поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.

Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается
биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность
человека играет решающую роль в исчезновении видов.

Закон оптимума

Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то
про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный
для жизнедеятельности.

За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума,
то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах
выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.

Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим
(лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор,
который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает
переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора
сводит на нет благоприятность остальных факторов.

Каталог заданий
Задания 27. Эволюция и экологические закономерности. Основы экологии

Пройти тестирование по 10 заданиям
Пройти тестирование по всем заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

1.

Подготовка к ЕГЭ
Экология

2.

Задания ЕГЭ, направленные на проверку
знаний по экологии
Номер
задания
22
23
24
25
26-33
38
Проверяемые элементы содержания
Экологические факторы. Взаимоотношения
организмов в природе
Экосистема, ее компоненты. Цепи питания.
Разнообразие и развитие экосистем.
Агроэкосистемы
Биосфера. Круговорот веществ в биосфере.
Глобальные изменения в биосфере
Биологические закономерности. Уровневая
организация и эволюция живой природы
Задания с множественным выбором, на
установление соответствия и на определение
последовательности
Обобщение и применение знаний в новой
ситуации об экологических закономерностях и
эволюции органического мира
Максимальный балл за
выполнение задания
1
1
1
1
2
3

3.

Эрнст Геккель,
немецкий биолог, автор термина «экология» (1866 г)

4.

Экология –
наука о взаимоотношениях живых организмов
друг с другом и со средой их обитания

5.

Среда обитания –
это все, что окружает живой организм и
оказывает на него воздействие
Водная
Наземновоздушная
Почвенная
Организменная

6.

Среда обитания
Водная
Наземновоздушная
Почвенная
Организменная
Большая
плотность,
сильные перепады
давления,
относительно
малое содержание
кислорода, сильное
поглощение
солнечных лучей.
Низкая плотность,
высокое
содержание
кислорода и малое
количество
водяных паров,
резкие световые и
температурные
колебания
Высокая
плотность.
Дефицит или
полное отсутствие
света. Пронизана
полостями,
заполненными
смесью газов и
водными
растворами
Относительная
стабильность
условий,
защищенность от
внешних врагов,
обилие
легкоусвояемой
пищи
ОБИТАТЕЛИ –
ГИДРОБИОНТЫ
ОБИТАТЕЛИ –
ТЕРРАБИОНТЫ
ОБИТАТЕЛИ –
ЭДАФОБИОНТЫ
ОБИТАТЕЛИ –
ЭНДОБИОНТЫ

7.

Экологические факторы –
это те влияния среды, которые оказывают
какое-либо воздействие на организмы
Абиотические
факторы неживой природы
Биотические
факторы живой природы
Антропогенные
факторы, вызванные
деятельностью человека

8.

Экологические факторы
Абиотические
Климатические – влияние
света, температуры и
влажности
Геологические –
землетрясение, извержение
вулканов, движение
ледников, сход селей и
лавин и т.д.
Орографические –
особенности рельефа
местности, где обитают
изучаемые организмы
Биотические
Фитогенные – влияние
растений
Зоогенные – влияние
животных
Микогенные – влияние
грибов
Микробогенные – влияние
микроорганизмов, особенно
бактерий и вирусов
Антропогенные
Сознательные действия –
воздействия, которые были
заранее запланированы
Случайные действия –
воздействия, которые не
были заранее
запланированы

9.

Свет как экологический фактор
Биологическое действие солнечного света
обусловлено:
Спектральным
составом
Интенсивностью
освещения
Суточной и
сезонной
периодичностью

10.

Спектральный состав

11.

Задание из сборника под ред. Г.С. Калиновой
Красные водоросли (багрянки) обитают на большой глубине.
Несмотря на это, в их клетках происходит фотосинтез.
Объясните, за счет чего происходит фотосинтез, если толща
воды поглощает лучи красно-оранжевой части спектра.
Пояснение.
1. Для фотосинтеза необходимы лучи не только красной, но и
синей части спектра.
2. В клетках багрянок содержится красный пигмент
(фикоэритрин), который поглощает лучи синей части
спектра, их энергия используется в процессе фотосинтеза.

12.

Интенсивность освещения
По требовательности к условиям освещенности растения
распределены на следующие экологические группы
Светолюбивые, или
гелиофиты
Теневыносливые, или
факультативные гелиофиты
Тенелюбивые, или
сциофиты
Василек луговой
Лещина обыкновенная
Майник двулистный

13.

Интенсивность освещения
влияет на активность животных, определяя среди них виды,
ведущие дневной, сумеречный и ночной образ жизни
Дневные
Сумеречные
Ночные
Белоголовый орлан
Дикий кролик
Ушастая сова

14.

Суточная и сезонная периодичность
это повторение природных процессов и явлений,
обусловленное вращением Земли вокруг своей оси и вокруг
Солнца
Суточная периодичность
Сезонная периодичность

15.

Суточная и сезонная периодичность
Длина светового дня закономерно изменяется в течение года
мо мере вращения Земли вокруг Солнца

16.

Суточная и сезонная периодичность
Длина светового дня, или фотопериод, является пусковым
механизмом, последовательно включающим
физиологические процессы, приводящие:
К росту, цветению растений весной,
плодоношению летом и сбрасыванию
ими листьев осенью
С наступлением осенних дней,
длительность которых уменьшается,
деревья сбрасывают листья
К линьке и накоплению жира,
миграции и размножению у птиц и
млекопитающих, наступлению стадии
покоя у насекомых
С наступлением весенних дней, длительность
которых прогрессивно увеличивается, у птиц
появляются гнездовые инстинкты

17.

Суточная и сезонная периодичность
По необходимой длительности светового периода растения
делят на три группы:
Длиннодневные
Растения короткого дня
Пшеница
Кукуруза
Нейтральные
Горох

18.

Пояснение.
Задание.
К какой относится
Ячмень
группе по необходимой
к длиннодневным
длительности
растениям,
светового
так как для
периода относится
цветения
и плодоношения
ячмень?ему
Ответ
необходимо
поясните.более 12-ти часов
светового дня.
Ячмень, выращенный при разной длине дня:
1 – 16-ти часовой день; 2 – 10-ти часовой день; 3 – 8-ми часовой день

19.

Суточная и сезонная периодичность
Развитие некоторых животных также зависит от длины
светового дня
Длиннодневные
Бабочка белянки развивается только в
условиях длинного дня
Короткодневные
Саранча относится к насекомым
короткого дня

20.

Температура как экологический
фактор
По отношению к температуре животных делят на две
экологические группы:
Криофилы
(холодолюбивые)
Термофилы
(теплолюбивые)
Белый медведь обитает в приполярных
областях в северном полушарии Земли
Крокодилы распространены во всех
тропических странах

21.

Температура как экологический
фактор
По способности поддерживать постоянную температуру
тела животных делят на три группы:
Пойкилотермные
Гомойотермные
Гетеротермные

22.

Пояснение.
Задание.
Рассмотрите
Лягушка
является
рисунок
пойкилотермным
и объясните, почему
животным,
лягушка
так является
как у нее
пойкилотермным
температура
тела непостоянная
животным, а собака
и зависит
– гомойотермным?
от температуры
окружающей среды, а собака – гомойотермное животное, так
как ее температура тела постоянная и не зависит от
температурных колебаний окружающей среды.

23.

Температура как экологический
фактор
Температурные приспособления у животных выражены в
различного рода терморегуляциях
Химическая
терморегуляция
Пестрый дятел зимой
питается семенами ели,
которые богаты маслами,
насыщенными энергией
Физическая
терморегуляция
Поведенческая
терморегуляция
Американский заяц имеет
Ящерица пустынная агама,
крупные ушные раковины с
спасаясь от нагретого
густой сетью капилляров, что
песка, залезает на ветви
способствует теплоотдаче
кустарников

24.

Температура как экологический
фактор
Температурные приспособления животных к перенесению
неблагоприятного периода года
Оцепенение
(у холоднокровных)
Спячка
(у млекопитающих)
Зимовка гадюк
Впадая в зимнюю спячку, суслик
максимально экономит свою энергию

25.

Температура как экологический
фактор
Приспособления растений к перенесению низких
температур
Зимостойкость
Морозоустойчивость
Зимостойкие растения
осенью сбрасывают листья,
а их почки защищены
чешуями
В клетках озимых злаков
накапливаются углеводы,
препятствующие
образованию клеточного
льда
Состояние покоя
Однолетние растения
проходят состояние покоя
на стадии семени

26.

Влажность как экологический
фактор
Экологические группы растений по отношению к воде
Водные
растения,
или
гидатофиты
Наземноводные
растения,
или
гидрофиты
Роголистник
Кувшинка
Растения
влажных
мест суши,
или
гигрофиты
Папоротник
Растения
умеренновлажных
мест суши,
или
мезофиты
Растения
сухих мест
суши, или
ксерофиты
Тысячелистник
Кактус

27.

Пояснение.
Задание.
Определите,является
Стрелолист
к какой экологической
наземно-водным
группе
растением,
относится
или
стрелолист? Ответ
гидатофитом,
так как
поясните.
частично погружено в воду.

28.

Влажность как экологический
фактор
Экологические группы животных по отношению к воде
Водные
Полуводно-наземные
Речной рак
Лягушка прудовая
Наземные
Бурый медведь

29.

Биотические взаимодействия –
это все формы взаимоотношений организмов,
складывающиеся в среде их обитания и представляющие
собой совокупность биотических факторов среды

30.

1. Нейтральные (00)
(нейтрализм)
Оба вида независимы и не оказывают никакого влияния
друг на друга
Белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом

31.

2. Взаимополезные (++)
Между видами существуют взаимовыгодные полезные
связи
Протокооперация
Актиния защищает рака и
использует его в качестве
средства передвижения
Симбиоз
Мутуализм
Симбиоз между корнями
растения и грибницей гриба
(микориза)
Длинные трубчатые
цветки красного клевера
способны опылять только
шмели

32.

3. Полезно-нейтральные (+0)
(комменсализм)
Один вид получает пользу (комменсал) от использования
другого (хозяина) без нанесения ему вреда
Нахлебничество
Сотрапезничество
Квартиранство
Рыбы-прилипалы питаются Почвенные бактерии разлагают
Бромелия использует
остатками пищи, которую не
органику, а растение
стволы и ветви деревьев в
доедают акулы
потребляет образовавшиеся
качестве опоры

33.

4. Полезно-вредные (+-)
Один из видов получает выгоду, другой испытывает
угнетение
Паразитизм
Хищничество
«Хозяин – паразит»:
гриб-трутовик на березе
«Хищник – жертва»:
львица ест пойманную зебру

34.

Формы паразитизма
Облигатный, или
обязательный
Свиной цепень живет в тонком
кишечнике человека, где питается
полупереваренной пищей
Факультативный, или
необязательный
Гриб-трутовик, поселяясь в живом
дереве, приводит его к гибели, после
чего продолжает жить на его стволе

35.

Формы паразитизма
Временный
В период размножения иксодовые клещи
сосут кровь млекопитающих, которая им
нужна для откладывания яиц
Постоянный, или
стационарный
Растение петров крест не имеет
хлорофилла и развивается на корнях
деревьев и кустарников, питаясь их
органическими веществами

36.

Формы паразитизма
Эндопаразитизм
Аскарида человеческая живет в тонком
кишечнике человека
Эктопаразитизм
Клещ на коже собаки

37.

Формы хищничества
Истинное
хищничество
Львица есть пойманную
зебру
Собирательное
хищничество
Пастбищное
хищничество
Трясогузка со стрекозой в
клюве
Стадо туров на пастбище

38.

5. Взаимовредные (—)
(конкуренция)
Один из видов получает выгоду, другой испытывает
угнетение
Межвидовая
конкуренция
Сорняки и культурные растения конкурируют
за воду и минеральные вещества
Внутривидовая
конкуренция
Березы конкурируют за свет, воду и
минеральные вещества

39.

6. Вредно-нейтральные (-0)
(амменсализм)
Один вид угнетается, другой не извлекает ни вреда,
ни пользы
Светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затенения, тогда как
самому дереву это безразлично

40.

Антропогенные факторы –
факторы, вызванные деятельностью человека
Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее
запланированы
Случайные действия –
воздействия, которые не были заранее
запланированы
Создание новых биоценозов
Выведение высокопродуктивных и
устойчивых к заболеваниям форм
Плановое расселение одних видов и
уничтожение других
Промысел животных
Многообразные формы
растениеводческой и животноводческой
деятельности
Мероприятия по защите растений,
охране редких и экзотических видов
Случайный завоз организмов с грузом и
с пищевыми продуктами
Распространение
сельскохозяйственных вредителей и
паразитов
Непредвиденные последствия,
вызванные сознательным действием в
природе – осушение болот,
строительством плотин, распашкой
целины, выпасом скота, орошением,
вырубкой лесов, застройкой территорий
и т.д.

41.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Создание новых биоценозов
Фруктовый сад – биоценоз, созданный человеком – агроценоз

42.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Выведение высокопродуктивных и
устойчивых к заболеваниям форм
Внедрение в производство сорта озимой пшеницы «Безостая 1», выведенного
П.П.Лукьяненко позволило увеличить урожаи зерна пшеницы в полтора-два раза

43.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Плановое расселение одних видов и
уничтожение других
Интродукция картофеля в Россию

44.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Промысел животных
К концу ХХ века китобойный промысел привел к сокращению численности горбатых
китов почти на 90%

45.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Многообразные формы
растениеводческой и
животноводческой деятельности
Птицеводство

46.

Сознательные действия –
воздействия, которые были заранее запланированы
Мероприятия по защите растений,
охране редких и экзотических видов
Стадо горных туров на склонах Псеашхо (Кавказский заповедник)

47.

Случайные действия –
воздействия, которые не были заранее запланированы
Случайный завоз организмов с грузом
и с пищевыми продуктами
В 1946 году рюхоногий моллюск Ахатина был случайно завезен из Африки в США,
где стал серьезным национальным бедствием

48.

Случайные действия –
воздействия, которые не были заранее запланированы
Распространение
сельскохозяйственных вредителей и
паразитов
Вместе с амурским сазаном в 1937 г. в Курскую область были занесены и
паразитирующие на этой рыбе жаберные сосальщики дактилогирусы

49.

Случайные действия –
воздействия, которые не были заранее запланированы
Непредвиденные последствия, вызванные сознательным действием в
природе – осушение болот, строительством плотин, распашкой
целины, выпасом скота, орошением, вырубкой лесов, застройкой
территорий и т.д.

50.

ЕГЭ. Биология. Тренировочные задания
К каким последствиям может привести массовая вырубка
лесов? Назовите не менее двух последствий.
Пояснение.
1) Разрушается среда обитания для жителей леса (животных,
грибов, лишайников, трав). Они могут полностью
исчезнуть.
2) Лес своими корнями удерживает верхний плодородный
слой почвы. Без поддержки почву может унести ветром
(образуется пустыня) или водой (образуются овраги).
3) Лес с поверхности своих листьев испаряет очень много
воды. Если убрать лес, то влажность воздуха в данной
местности уменьшится, а влажность почвы увеличится
(может образоваться болото).
4) Может измениться климат: зимой холоднее, летом жарче.

51.

Закон оптимума –
любой экологический фактор имеет определенные пределы
положительного воздействия на живые организмы

52.

Закон ограничивающего
(лимитирующего) фактора –
наиболее значим для организма тот фактор, который более
всего отклоняется от оптимального его значения
Распространение многих
видов на север ограничивает
недостаток тепла. Этот
фактор является
ограничивающим

53.

Разделы экологии
Аутэкология –
экология особи
Демэкология –
экология популяции
или вида
Синэкология –
экология сообществ

54.

Трофические связи –
это связи между видами, когда одни виды питаются
другими: живыми особями, мертвыми остатками,
продуктами жизнедеятельности
Пищевая цепь –
это канал, по которому передается
органическое вещество и энергия от
одного организма к другому
Пищевая сеть –
система взаимосвязей между
пищевыми цепями

55.

56.

57.

Экологическая пирамида –
это графическое изображение соотношения между
продуцентами и консументами всех уровней в экосистеме

58.

Экологическая пирамида –
это графическое изображение соотношения между
продуцентами и консументами всех уровней в экосистеме
Пирамида чисел –
отражает число особей
на каждом
трофическом уровне
Пирамида биомасс –
отражает количество
биомассы на каждом
трофическом уровне
Пирамида энергии –
отражает количество
энергии, содержащейся в
пище на каждом
трофическом уровне
Каждый переход вещества и энергии от предыдущего звена трофической цепи к
последующему сопровождается их примерно десятикратными потерями. Эта
закономерность называется «правилом экологической пирамиды». На основании
этого сформулировано правило Линдемана, или правило 10%, которое часто
используется при решении задач по экологии.

59.

Задача. Какое количество планктона (в кг) необходимо, чтобы
в водоёме выросла щука массой 8 кг?
Пояснение.
1. Схема трофической цепи: продуцент (планктон) –
консумент-1 (плотва) – консумент-2 (щука)
2. Согласно правилу 10% масса планктона будет равна:
(8кг х 10) х 10 = 800 кг
Ответ: необходимо 800 кг планктона, чтобы выросла щука
массой 8 кг.

60.

Экологическая ниша –
это положение, которое занимает вид в экосистеме,
определенное его местообитанием, пищей, партнерами,
врагами и т.д.
Степные биогеоценозы в своем составе имеют
многочисленные отряды животных питающихся травой.
Всегда ли травоядные животные будут конкурировать между
собой за пищевые ресурсы?

61.

Экологическая ниша –
это положение, которое занимает вид в экосистеме,
определенное его местообитанием, пищей, партнерами,
врагами и т.д.

62.

Экологическая ниша –
это положение, которое занимает вид в экосистеме,
определенное его местообитанием, пищей, партнерами,
врагами и т.д.

63.

Экологическая ниша –
это положение, которое занимает вид в экосистеме,
определенное его местообитанием, пищей, партнерами,
врагами и т.д.

64.

Экологическая ниша –
это положение, которое занимает вид в экосистеме,
определенное его местообитанием, пищей, партнерами,
врагами и т.д.
Между группами травоядных произошло разделение
функций в использовании травянистого покрова, отношения
не носят конкурентного характера, так как сформировались
разные экологические ниши

65.

66.

Сукцессия –
последовательная закономерная смена одного биогеоценоза
другим на определенном участке среды во времени в
результате природных факторов или воздействия человека
Первичная сукцессия
возникают на субстратах, не
затронутых почвообразованием, и
связаны с формированием не только
фитоценоза, но и почвы
Вторичная сукцессия
развиваются на месте
сформировавшихся биоценозов после
их нарушения, например, в результате
эрозии, пожара, вырубки леса и т.д.
Развитие вторичной сукцессии на
покинутом сельскохозяйственном участке

67.

Желаю успеха
на экзамене!

Фактор – движущая сила совершающихся процессов или влияющее на эти процессы условие.

Все, что окружает организмы (живые системы), прямо или косвенно влияя на их состояние и функционирование, носит название окружающей среды, которая включает как природную, так и техногенную, созданную человеком, составляющие. Компоненты среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами, которые по природе их происхождения традиционно делят на три группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические экологические факторы – все компоненты неживой природы. К этим факторам относятся: свет, температура, давление, влажность, ветер, состав воздуха, воды и почвы, долгота дня и т.д.

Биотические экологические факторы – факторы, которые связаны с живыми организмами, они характеризуют влияние одних организмов на другие. К этим факторам относятся: конкуренция, хищничество, паразитизм, сотрудничество

Антропогенные экологические факторы – факторы, которые связаны с влиянием деятельности человека на природную среду. Человек загрязняет и тем самым разрушает природную среду.

Благоприятные для нормальной жизнедеятельности организма значения экологического фактора называются зоной оптимума. Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор в диапазоне, называемом стрессовой зоной, угнетает жизнедеятельность живой системы. Максимально и минимально переносимые значения экологического фактора — это критические точки, отмечающие начало зоны гибели, где существование организма или популяции уже невозможно. Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора называется диапазоном толерантности (от лат. tolerantia – терпение) и определяет величину выносливости или экологическую валентность организма к данному фактору

Зоны воздействия экологического фактора на организм

ГРУППЫ ОРГАНИЗМОВ (по отношению к факторам среды)

Популяция — это совокупность организмов одного вида, обменивающихся генетической информацией и населяющих определенное ограниченное пространство в течение многих поколений. Популяция характеризуется рядом признаков:

Численность – число особей в популяции, которое зависит от биологического потенциала вида и внешних условий и может значительно изменяться во времени.

Плотность – число особей, приходящееся на единицу площади или объема. Оптимальная плотность – это такой уровень плотности, при котором совмещается рациональное использование территории и осуществление внутрипопуляционных функций. Поддержание оптимальной плотности — сложный процесс биологического регулирования, основанный на принципе обратной связи.

Половая структура популяции – соотношение особей женского и мужского пола в популяции, тесно связанное с ее генетической и возрастной структурой.

Возрастная структура популяции – соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Темпы роста популяции определяются долей половозрелых особей в ней. Если процент неполовозрелых высок – это говорит о потенциальном увеличении численности популяции.

Генетическая структура популяции – соотношение в популяциях различных генов. Она отражает богатство генофонда популяции (совокупность генов всех особей популяции), который определяет общие видовые свойства, а так же особенности, возникшие в порядке приспособления популяции к определенным условиям среды.

Пространственная структура популяции – это распределение особей в пределах ареала, зависящее от особенностей организмов и среды их обитания. Оно может быть равномерным (характеризуется равным удалением особей друг от друга), диффузным (особи распределяются по территории случайно) или мозаичным (особи распределяются группировками, на определенном расстоянии друг от друга).

Рождаемость – число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения.

Смертность – число особей, погибших в популяции за единицу времени от всех причин.

По своему происхождению экосистемы могут быть естественными (природными) – например, лес, озеро, луг и т.д., — и искусственными (антропогенными)

Крупные наземные экосистемы, приуроченные к однородным природно-климатическим зонам, называются биомами (тундра, тайга, степь, пустыня). Водные экосистемы подразделяются на морские и пресноводные, а последние еще и на стоячие (озерные) и проточные (речные) экосистемы.

Совокупность растений, животных и микроорганизмов, которые совместно проживают в одних и тех же условиях среды, называют биоценозом (греч. биос – жизнь, койнос – общий).

Участок земной поверхности (суши или водоема) с одинаковыми условиями среды, на котором существует биоценоз, называют биотопом (греч. биос – жизнь, топос – место). СТРУКТУРЫ ЭКОСИСТЕМ:

1.Видовая структура экосистем. Под ней понимают количество видов, которые образуют экосистему, и соотношение их численностей. Видовое разнообразие исчисляется сотнями и десятками сотен. Оно тем значительнее, чем богаче биотоп экосистемы. Самыми богатыми по видовому разнообразию являются экосистемы тропических лесов. Богатство видов зависит и от возраста экосистем. В сформировавшихся экосистемах обычно выделяется один или 2 – 3 вида явно преобладающих по численности особей. Виды, которые явно преобладают по численности особей, – доминантные (от лат. dom-inans – «господствующий»). Также в экосистемах выделяются виды – эдификаторы (от лат. aedifica-tor – «строитель»). Это те виды, которые являются образователями среды (ель в еловом лесу наряду с доминантностью имеет высокие эдификаторные свойства).

2. Трофическая структура. В каждой из них можно выделить три функциональных группы организмов, связанных между собой потоками энергии, вещества и информации: фотосинтезирующие растения — продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они составляют биотическую структуру экосистем.

1. Зеленые растения улавливают энергию Солнца и превращают ее в потенциальную энергию химических связей органических веществ, создаваемых ими в ходе реакции фотосинтеза:

Кроме растений-фотосинтетиков продуцировать органическое вещество могут некоторые бактерии, которые используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы. Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы называются хемосинтетиками.

Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды. Их называют продуцентами или автотрофами.

1. Виды, потребляющие созданную продуцентами органику как источник вещества и энергии для своей жизнедеятельности, называются консументами (потребителями) или гетеротрофами.

Питающиеся непосредственно продуцентами растительноядные животные, или фитофаги, называются первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих употребляют в пищу хищники, или плотоядные – консументы второго и более высоких порядков.

1. Мертвые растительные и животные органические остатки, например опавшие листья, экскременты и трупы животных, называются детритом. Организмы, специализирующиеся на питании детритом (например, грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.д.), называются детритофагами. Значительная часть детрита в экосистемах не поедается животными, а гниет и разлагается с участием грибов и бактерий, которых обычно выделяют в особую группу детритофагов и называют редуцентами.

Различают два типа пищевых цепей – пастбищные (или цепи выедания), и детритные (цепи разложения).

Прирост биомассы в экосистеме за единицу времени называется биологической продуктивностью (продукцией). Первичная продукция – это биомасса, созданная за единицу времени продуцентами Вторичная продукция – это биомасса, созданная за единицу времени консументами на разных трофических уровнях. Каждому последующему трофическому уровню передается в среднем около 10% от количества энергии, поступившей на предыдущий (закон Линдемана или «правило 10%»). Поскольку в каждом звене пищевой цепи около 90% энергии теряется, длина пищевой цепи ограничивается размерами этих потерь и, как правило, не превышает 3 — 4 уровня.

Последовательная смена сообществ на одной территории под действием экологических факторов называется сукцессией. Первичная сукцессия – развитие экосистемы на голом месте, например на возникшем в море вулканическом острове. Вторичная сукцессия – процесс восстановления нарушенного сообщества до равновесного (климаксного) состояния.

Основные функции живого вещества в биосфере

Биосфера — глобальная экосистема. Учение В. И. Вернадского о биосфере. Живое вещество,
его функции. Особенности распределения биомассы на Земле. Биологический круговорот
и превращение энергии в биосфере, роль в нем организмов разных царств.
Эволюция биосферы

Биосфера — глобальная экосистема

Биосфера — область существования и жизнедеятельности ныне живущих организмов, которая пронизывает нижние слои атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Помимо среды обитания, в понятие биосферы включается и вся совокупность живых организмов, населяющих ее и обеспечивающих ее функционирование. Биосферу можно рассматривать и как многоуровневую систему элементарных экосистем — биогеоценозов.

Распространение жизни в географических оболочках Земли зависит от ряда факторов. Так, в атмосфере нарастание силы земного тяготения по мере приближения к Земле и ослабление космического излучения озоновым экраном обусловливает наличие условий, пригодных для жизни, в пределах 20 км над уровнем моря. В гидросфере живые существа обнаружены до глубин 11 км и более (Марианская впадина). В литосфере же они проникают на глубину 5–6 км (в среднем до 2–3 км).

Способность биосферы как открытой системы, зависящей от поступления энергии извне, обеспечивать улавливание и прохождение потока энергии, а также круговорот веществ на планете делает ее глобальной экосистемой.

Большие круговороты веществ на уровне биосферы, являющиеся совокупностью малых круговоротов и представляющие собой совокупность путей перемещения веществ через живые организмы и среду их обитания, называются биогеохимическими циклами. Биогеохимические циклы гораздо более замкнуты, нежели малые круговороты на уровне биогеоценозов. Неполная замкнутость биогеохимических циклов (95–98 %) сыграла огромную роль в накоплении биогенных элементов в земной коре.

Стадии различных биогеохимических циклов протекают с неодинаковой скоростью, да и полного повторения каждого цикла добиться невозможно, поскольку вся природа постоянно находится в процессе изменения. Тем не менее все биогеохимические циклы в природе взаимосвязаны и обеспечивают существование жизни.

Биогеохимические циклы напоминают колеса водяной мельницы, которые под действием потока энергии Солнца обеспечивают перемещение, видоизменение и перераспределение энергии и веществ в биосфере. Сам термин «биогеохимический цикл» был введен в начале ХХ века В. И. Вернадским.

«Лопатками» на «колесах» биогеохимических циклов служат различные экологические группы организмов — продуценты, консументы и редуценты, от соотношения которых в биосфере зависит как улавливание солнечной энергии, так и полнота оборота веществ. Для обеспечения устойчивого потока энергии и круговорота веществ в биосфере необходимы не только видовое разнообразие организмов, но и саморегуляция этой глобальной экосистемы благодаря существованию многочисленных прямых и обратных связей.

Термин «биосфера» в значении «зоны жизни» и внешней оболочки Земли впервые был употреблен Ж. Б. Ламарком в 1802 году, однако его трактовку, близкую к современной, предложил в 1875 году австрийский ученый Э. Зюсс.

Учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере

Разработка учения о биосфере как сложной многокомпонентной планетарной системе связанных между собой значительных биологических комплексов, а также химических и геологических процессов, происходящих на Земле, — заслуга великого русского ученого В. И. Вернадского (1864–1945). В отличие от других сфер Земли, в пределах биосферы мощнейшим геологическим фактором, преобразующим глобальную экосистему, выступают живые организмы, обеспечивающие направленный поток энергии и функционирование биогеохимических циклов.

Согласно теории В. И. Вернадского, биосфера состоит из четырех компонентов: живого, биогенного, биокосного и косного веществ.

Живое вещество является совокупностью ныне живущих организмов.

Биогенное вещество представляет собой разнообразные органические остатки, в том числе и не полностью разложившиеся (детрит, торф, уголь, нефть и газ биогенного происхождения).

Биокосное вещество — это уже разнообразные смеси биогенных веществ с минеральными породами абиогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов).

Косное вещество представлено различными абиотическими компонентами, не затронутыми прямым биогеохимическим воздействием организмов (горные породы, минералы, осадки и др.).

Несмотря на то, что человечество является частью биосферы, в последние два века оно стало не менее мощным геологическим фактором, нежели все остальное живое вещество. В связи с этим французский философ Э. Леруа в 1927 году ввел термин «ноосфера» в значении уже существующего «мыслящего пласта». Однако, согласно учению о ноосфере, также разработанному В. И. Вернадским, ноосфера — это высший этап развития земной природы, результата совместной эволюции природы и общества, направляемой человеком; будущее биосферы, когда она, благодаря разумной деятельности и могуществу человека, приобретет новую функцию — функцию гармоничной стабилизации условий жизни на планете. Согласно В. И. Вернадскому, главная цель в построении ноосферы заключается в неизменности того типа биосферы, в которой возник и может существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье и образ жизни.

Эпохе ноосферы должна предшествовать глубокая социально-экономическая реорганизация общества, изменение его ценностной ориентации. К идее ноосферы примыкают соображения В. И. Вернадского о возможности в будущем достижения человеком состояния автотрофности как средства независимости от органических ресурсов.

Несмотря на то, что многие авторы не относят ноосферу в будущее, а считают ее совсем близкой или уже формирующейся, если принять во внимание все еще продолжающуюся разрушительную хозяйственную деятельность человека, то ноосфера является гипотетической стадией развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития.

Гармония антропогенной деятельности человека и природы возможна только при осуществлении контроля численности человечества, ограничении чрезмерных потребностей людей, рационализации использования природных ресурсов, использовании только экологически целесообразных промышленных технологий с максимальной переработкой и применением вторичных материальных и технологических ресурсов, осуществлении глобального экологического мониторинга окружающей природной среды и др.

Живое вещество, его функции

Совокупность всех живых организмов планеты образует биомассу, или живое вещество Земли. Его сухая масса оценивается приблизительно в 1,8–2,5$·$10¹² т. Это кажущееся невероятным количество на самом деле составляет всего лишь 0,01 % массы земной коры, однако еще В. И. Вернадский отмечал, что на земной поверхности нет иной химической силы, которая бы действовала более постоянно, а поэтому и более могущественной по своим конечным результатам, чем живое вещество.

И действительно, роль живых организмов в процессах, происходящих на планете, огромна. Хорошо известно, что весь кислород в атмосфере имеет биогенное происхождение, панцири отмерших морских и пресноводных одноклеточных образовали в течение миллионов лет такие осадочные породы, как известняки и диатомит, а без бактерий, грибов, водорослей и почвенных одноклеточных невозможно формирование плодородного слоя почвы. Живое вещество ежегодно воспроизводит около 10 % биомассы, а это 232,5 $×$ 10⁹ т сухого органического вещества, при этом в фотосинтез вовлекается 46 $×$ 10⁹ т углерода, для чего они пропускают через себя 170 $×$ 10⁹ т диоксида углерода и 68 $×$ 10⁹ т воды. Кроме того, в процесс вовлекается 6 $×$ 10⁹ т азота, 2 $×$ 10⁹ т фосфора в год, а также тысячи тонн калия, кальция, магния, серы, железа и других химических элементов.

Изучение деятельности живого вещества позволило В. И. Вернадскому выделить девять выполняемых им биогеохимических функций, в настоящее время к ним относят энергетическую, газовую, окислительно-восстановительную, концентрационную, деструктивную, средообразующую и др.

Энергетическая — связана с обеспечением поглощения солнечной энергии, ее аккумуляции в химических связях органических соединений и передаче по цепям питания и разложения, что, в конечном итоге, позволяет живому веществу выступать движущей силой геологических процессов.

Газовая — заключается в изменении газового состава атмосферы в процессе фотосинтеза и дыхания. Ее осуществляют растения и некоторые бактерии, которые в процессе фотосинтеза выделяют в атмосферу кислород и поглощают углекислый газ, тогда как все без исключения организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ в процессе дыхания. Часть бактерий способна также в процессе жизнедеятельности выделять азот, его оксиды, сероводород и др. Благодаря деятельности живых организмов не только сформировался, но и поддерживается постоянный состав атмосферы.

Окислительно-восстановительная — обусловлена окислением и восстановлением различных элементов в почве и гидросфере живыми организмами, что сопровождается образованием солей, оксидов и свободных соединений, а в конечном итоге известняков, бокситов и различных руд.

Концентрационная — связана с избирательным извлечением и накоплением в живом веществе химических элементов (углерода, водорода, азота и др.). Некоторые из них являются специфическими концентраторами определенных элементов: многие морские водоросли — йода, лютики — лития, ряска — радия, диатомовые водоросли и злаки — кремния, которые затем переходят в залежи полезных ископаемых.

Деструктивная — проявляется в завершении биологического круговорота веществ, поскольку в процессе жизнедеятельности организмов-редуцентов происходит разрушение (деструкция) отмерших остатков и продуктов жизнедеятельности до неорганических веществ, которые могут быть вновь вовлечены в биогенную миграцию атомов.

Средообразующая — обусловлена преобразованием состава окружающей среды в процессе жизнедеятельности биомассы, например, формированием состава атмосферы, накоплением солей в гидросфере, почвообразованием и регуляцией климатических изменений.

Особенности распределения биомассы на Земле

Несмотря на то, что живые организмы встречаются в биосфере повсеместно, как уже упоминалось выше, их распределение в пространстве является отнюдь не равномерным: подавляющая часть жизни сосредоточена в основном на суше, тогда как биомасса океана составляет около 0,13 %, не говоря уже об атмосфере.

Более 99 % биомассы организмов суши составляют продуценты (в основном растения), тогда как на долю консументов и редуцентов приходится менее 1 % (животные и микроорганизмы соответственно). Продуценты суши, как по систематической принадлежности, так и по биомассе, в большинстве своем относятся к высшим растениям, тогда как в океане это в основном мелкие одноклеточные водоросли. Однако и на суше они встречаются не равномерно: наибольшие видовое разнообразие, биомасса и продуктивность характерны для тропических влажных лесов и болот, тогда как пустыни практически безжизненны.

В океане наблюдается иная картина: на долю растений приходится около 6 %, а животные, бактерии и грибы составляют свыше 93 %. Такая пропорция продуцентов, консументов и редуцентов обусловливает и низкую продуктивность открытого океана, просторы которого можно считать полупустынными. Тем не менее, именно океан является основным поставщиком первичной продукции на планете благодаря его огромной протяженности и тому, что значительная часть энергии, запасенной продуцентами в виде химических связей органических веществ, не расходуется на процессы жизнедеятельности, а оседает на дно.

Биологический круговорот и превращение энергии в биосфере, роль в нем организмов разных царств

Энергия и вещества, поступающие извне в экосистемы в процессе их существования, подвергаются многочисленным изменениям и переходят из одной формы в другую. Поток энергии через экосистему не может быть замкнутым, поскольку солнечная энергия, хотя и переходит в энергию химических связей благодаря деятельности продуцентов, однако большая ее часть рассеивается в процессе жизнедеятельности отдельных компонентов биогеоценозов, и лишь незначительная доля депонируется в виде залежей полезных ископаемых (нефть, газ, торф). Энергия (солнечная и высвобождаемая в геологических процессах) является движущей силой круговорота веществ в отдельных биогеоценозах и биосфере в целом.

В течение коротких промежутков времени — от одного до нескольких лет — можно наблюдать почти циклические процессы превращений веществ и отдельных химических элементов при получении ресурсов и переработке отходов в экосистемах, тогда как в более длительной перспективе обнаруживается, что данные процессы замкнуты не полностью, поскольку они и депонируются в геосферах Земли, и выносятся в другие биогеоценозы ветрами, ливнями и т. д. Однако эти малые круговороты веществ (на уровне биогеоценоза) являются составляющими больших круговоротов веществ в экосистемах более высокого уровня, или биогеохимических циклов.

В круговороте веществ и энергии в биогеоценозах ведущую роль играют живые организмы, поскольку одни из них (продуценты) улавливают энергию Солнца и фиксируют углерод, а также азот, серу и фосфор в виде органических соединений, а другие, наоборот, используют их (консументы) и постепенно минерализуют (редуценты).

В экосистемах постоянно осуществляются круговороты углерода, азота, водорода, кислорода, серы, фосфора и других химических элементов, а также круговороты веществ, например, воды.

Круговорот углерода. Углерод является одним из важнейших биогенных элементов, который фиксируется растениями в процессе фотосинтеза в виде органических соединений, используемых консументами. В процессе дыхания большая часть органических соединений расщепляется с образованием углекислого газа, а органические остатки разлагаются и минерализуются организмами- редуцентами. В результате этих двух процессов большая часть углекислого газа возвращается обратно в атмосферу.

Часть углерода в настоящее время депонируется в виде неразложившихся органических остатков, формирующих плодородный слой почвы, а запасенный растениями, жившими миллионы лет назад, образовал залежи таких полезных ископаемых, как каменный и бурый уголь, нефть, природный газ, торф и др.

В водных экосистемах углекислый газ связывается в виде карбонат- и гидрокарбонатанионов, и может образовывать нерастворимый карбонат кальция, который входит в состав скелетов многих простейших животных и кишечнополостных. Скелеты отмерших животных образуют осадочные породы (мел, известняки) и надолго исключаются из круговорота, однако в процессе горообразования они выносятся на поверхность, и, разрушаясь под действием биотических факторов и в результате деятельности живых организмов, вновь вовлекаются в него.

Хозяйственная деятельность человека в значительной степени влияет на круговорот углерода в биогеоценозах, в основном вследствие использования невозобновляемых энергетических ресурсов — нефти и газа.

Круговорот азота. Как и углерод, азот является биогенным элементом, который входит в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хитина, ряда витаминов и др. В атмосфере азот находится в молекулярной форме (79 % атмосферы), однако он химически инертен и не может быть усвоен непосредственно растениями. Большая часть азота фиксируется свободноживущими и симбиотическими азотфиксирующими бактериями (в том числе цианобактериями), преобразующими его в нитраты. Некоторая часть азота поступает из атмосферы в виде оксида азота (IV), образующегося во время грозы.

Нитраты поглощаются растениями и включаются ими в состав органических соединений. Белки растений служат основой азотного питания животных, однако азотистые соединения постоянно выделяются последними в процессе жизнедеятельности, а также в процессе разложения растительных и животных остатков бактериями и грибами. Образующийся аммиак частично используется редуцентами на построение собственного тела, другая же его часть преобразуется нитрифицирующими бактериями в нитраты, вновь используемые растениями или денитрифицирующими бактериями, возвращающими его в атмосферу. Часть азота, как и углерода, на длительное время исключается из оборота, оседая в глубоководных отложениях.

Круговорот азота претерпел значительные изменения в связи с использованием человеком азотных удобрений, а также других азотистых соединений в различных отраслях промышленности, вследствие чего значительные количества азота попадают не только на поля, но и в воздух, и в водные экосистемы.

Круговорот серы. Сера как биогенный элемент входит в состав некоторых аминокислот и целого ряда других важнейших органических соединений. Большая часть серы депонирована в почве и морских осадочных породах в виде сульфидов и сульфатов. Микроорганизмы переводят сульфиды в доступную для растений форму — сульфаты. Остатки растений и животных перерабатываются редуцентами и обеспечивают возврат серы в круговорот.

На современном этапе выброс соединений серы существенно возрос в результате хозяйственной деятельности человека (сжигание каменного угля и газа на тепловых электростанциях, выхлопные газы автомобилей), что приводит к образованию серной кислоты и кислотным дождям, вызывающим гибель растительности.

Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи, поскольку многие фосфаты нерастворимы. Постепенно фосфор все же вымывается из них и попадает в экосистемы. Растения используют только часть этого фосфора, тогда как большая его часть уносится в водоемы и вновь откладывается в виде осадочных пород.

Деятельность человека внесла существенные коррективы в круговорот этого химического элемента в связи с добычей морепродуктов и использованием огромного количества фосфорных удобре ний, значительная часть которых ежегодно смывается с полей.

Нерациональная эксплуатация природных запасов фосфора ведет, например, и к географическим изменениям. Так, маленькое островное государство Науру в юго-западной части Тихого океана, существующее в основном за счет добычи фосфоритов, вскоре исчезнет с лица Земли, поскольку запасы этих полезных ископаемых, накапливавшихся в течение сотен тысяч лет благодаря экскрементам перелетных птиц, почти истощены.

Круговорот воды (гидрологический цикл). Совокупные запасы воды на планете составляют около 1,5 млрд м³, причем большая их часть находится в водоемах (особенно соленых), тогда как атмосфера достаточно бедна ею. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на значительные расстояния. На поверхность суши вода выпадает в виде осадков, при этом она используется не только живыми существами, но и способствует разрушению горных пород, делает их пригодными для жизни растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и возвращается вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в водоемы. Гидрологический цикл занимает около 1 года. Круговорот воды между океаном и сушей является важнейшим звеном в поддержании жизни на Земле, поскольку не только обеспечивает потребность организмов в воде, но и привносит в водные экосистемы минеральные и органические вещества, захватываемые на суше в процессе разрушения литосферы.

В настоящее время человек является мощным геологическим фактором, использующим в своей деятельности почти все элементы, даже те, которые необходимы лишь для техногенной деятельности (уран, плутоний и др.). Это способствует тому, что природные круговороты веществ трансформируются в природно-антропогенные, так как человек не только изымает из оборота определенные элементы, но и ускоряет использование некоторых из них.

Эволюция биосферы

Биосфера, как и любая другая экосистема, не является застывшей, так, в девонском периоде в атмосфере имелось до 30 % кислорода, а в настоящее время — до 21 %, кроме того, за последние 50 лет содержание углекислого газа в ней под влиянием хозяйственной деятельности человека возросло на 10 %. Само формирование и историческое развитие биосферы тесно связаны с возникновением и эволюцией жизни на планете.

На первом этапе эволюции биосферы ведущую роль в ней играли физико-химические процессы, связанные с образованием Земли из протопланетного облака, ее разогревом, миграцией атомов и разделением литосферы на мантию и ядро, возникновением гидросферы, а также формированием вторичной атмосферы из метана, углекислого газа, водяных паров и аммиака, что создавало предпосылки для абиогенного возникновения жизни.

В дальнейшем именно живое вещество оказало огромное влияние на эволюцию биосферы, которое заключалось в изменении состава атмосферы и его поддержании (возникновении кислорода, снижении концентрации углекислого газа, метана и др.), в регуляции состава морских и пресных вод, во влиянии на климат и плодородие почв, а также на процессы формирования осадочных и разрушения горных пород. Это было обусловлено возникновением уже на первых этапах развития жизни автотрофных и гетеротрофных организмов, обеспечивших круговорот веществ и поток энергии на планете. Несмотря на то, что естественные геологические и климатические изменения на планете также продолжают играть немаловажную роль в процессах, происходящих на планете, именно живое вещество выступает ведущим геохимическим фактором.

Эволюция органического мира неизбежно сопровождалась возникновением одних, более приспособленных к среде обитания систематических групп организмов, и вымиранием других, однако при этом в биосфере в целом поддерживается приблизительно одинаковое соотношение продуцентов, консументов и редуцентов, обеспечивающих устойчивое развитие биосферы.

На современном этапе эволюции биосферы огромную роль, сравнимую с деятельностью живого вещества, играет третий фактор — человеческое общество, хозяйственная деятельность которого уже привела к нарушению экологического равновесия и грозит полным разрушением биосферы.

Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение
озонового экрана, кислотные дожди, парниковый эффект и др.). Проблемы устойчивого
развития биосферы. Правила поведения в природной среде

Глобальные изменения в биосфере, вызванные деятельностью человека (нарушение озонового экрана,
кислотные дожди, парниковый эффект и др.)

Эволюция человека и развитие человеческого общества достаточно длительное время не оказывали существенного влияния на биосферу, однако уже 20–30 тыс. лет назад началось интенсивное истребление крупных травоядных животных, а 10–12 тыс. лет назад — сведение лесов, обусловленное подсечной системой земледелия. Впоследствии в некоторых районах планеты вместе с изменениями климата это привело к эрозии почв и опустыниванию. Тем не менее только в последние два столетия резкий рост населения и качественный скачок в развитии науки и производства привели к сильнейшей нагрузке на природу, возникновению антропоценозов.

Хозяйственная деятельность человека, ставившая перед собой благую цель удовлетворить его самые основные потребности в пище и более или менее комфортной среде обитания, первоначально затрагивала лишь поверхность суши (вырубка лесов, распашка земель, прокладка дорог), а затем распространилась и вглубь литосферы (добыча полезных ископаемых), затронула атмосферу (сжигание топлива, выбросы промышленных предприятий и автомобилей) и гидросферу (бытовые и промышленные стоки, осушение болот, сооружение плотин). Негативные последствия этой деятельности длительное время нивелировались благодаря буферным свойствам биосферы, однако возрастающая антропогенная нагрузка, связанная с загрязнением воздуха, воды и земли вызвала, возможно, уже необратимые изменения в соответствующих оболочках планеты. Несмотря на то, что загрязнение происходит во многих местах по всему земному шару, их последствия не остаются локальными, а суммируются и приобретают глобальные масштабы.

Парниковый эффект. Ускорение минерализации гумуса почв на распаханных территориях, выбросы в атмосферу продуктов сгорания топлива, в особенности углекислого газа и метана, а также широко применяемого в холодильниках, кондиционерах и распылителях фреона привели не только к их накоплению, но и к задержке ими инфракрасного излучения земной поверхности, ведущей к разогреву биосферы. Считается, что наблюдаемый при этом парниковый эффект является основной причиной глобального потепления, которое сопровождается увеличением числа жарких дней в году, снижением количества осадков и засухами в основных сельскохозяйственных районах, таянием ледников и подъемом вод Мирового океана, а также различными катаклизмами, в частности ураганами, штормами и т. д. Ряд ученых объясняет глобальное потепление в большей степени цикличностью процессов изменения температуры на планете, т. е. тем, что мы живем в настоящее время в межледниковый период.

Нарушение озонового экрана. Фреон и оксид азота (II) считают также основными факторами ослабления озонового слоя и возникновения «озоновых дыр» над Антарктидой, Арктикой и Скандинавией. Несмотря на то, что озон образуется в атмосфере постоянно под действием электрических разрядов высокой мощности, и мы ощущаем его запах после грозы, озоновый экран формировался в течение миллионов лет, и только завершение этого процесса серьезно уменьшило поступление губительного для всего живого ультрафиолетового излучения на планету и позволило организмам выйти на сушу. Нарушение озонового слоя в настоящее время считается главной причиной тревожной статистики заболеваемости раком кожи во многих странах мира, и поэтому повсеместно ставится вопрос о вреде длительного воздействия солнечных лучей и соляриев.

Решить две вышеупомянутые насущные проблемы человечества призван ряд международных договоров, в том числе Монреальский (1987) и Киотский (1997) протоколы, предусматривающие ограничение использования фреонов, а также выбросов парниковых газов в атмосферу.

Кислотные дожди. К середине 70-х годов ХХ века в Скандинавии, Великобритании, а также в ряде районов Северной Америки было обнаружено, что дождевая вода вместо нейтральной реакции имеет кислую (рН < 7,0). В первую очередь выпадение кислотных дождей стало причиной нарушений в пресноводных экосистемах, где начала исчезать не только рыба, но и лягушки, тритоны и другие животные. Несмотря на то, что последствия таких осадков для растительности установить трудно, считается, что они являются причиной деградации лесов, а также разъедания строительных конструкций, эрозии почв и т. д. Причиной выпадения кислотных дождей является загрязнение воздушной среды оксидами серы и азота, которые реагируют с атмосферной влагой с образованием серной и азотной кислот. Оксиды серы и азота попадают в атмосферу в результате сгорания топлива, содержащего даже небольшие количества этих химических элементов.

Смог. Выброс различных газов и твердых частичек в атмосферу приводит также к образованию смога, характерного в настоящее время для промышленных районов государств (например, Китая), переживающих экономический бум. Смог является причиной роста числа заболеваний дыхательной системы.

Загрязнение водоемов. Интенсивная эксплуатация водных ресурсов связана не только с выловом рыбы, добычей морепродуктов и культивированием жемчуга, поскольку человечество нуждается в питьевой и технической воде. Изменение водного баланса на планете вследствие вырубки лесов, строительства плотин и осушения болот, а также загрязнение вод в первую очередь коснулось континентальных пресных водоемов, однако последствия этой деятельности ощущаются и в морях, как, например, в случае с пестицидом ДДТ, который применялся на полях, но был обнаружен и в тканях рыб и млекопитающих Северного Ледовитого океана. Загрязнение рек и стоячих водоемов бытовыми и промышленными стоками, в том числе радиоактивными отходами, привело к серьезному нарушению видового разнообразия данных экосистем, однако вовремя принятые в ряде стран меры способствовали их очистке и восстановлению природных популяций. Нерациональное использование подземных вод вызвало в некоторых регионах истощение природных ресурсов и проседание почв на огромных территориях. В настоящее время считается, что в мире более 1 млрд человек не имеет доступа к качественной питьевой воде, и такое положение продолжает усугубляться, поэтому водные ресурсы нуждаются в особой охране.

Сведение лесов. Леса издавна считаются легкими планеты, поскольку в процессе фотосинтеза в них образуется значительная часть атмосферного кислорода. Кроме того, они принимают активное участие в поддержании водного баланса планеты, сохранении почв, видового разнообразия и т. д. Несмотря на это, леса по всей планете продолжают вырубаться с ужасающей скоростью, особенно в тропических регионах, для нужд строительной, мебельной, химической, целлюлознобумажной и других отраслей промышленности. Последствиями такой хищнической эксплуатации природных ресурсов, которые становятся все более заметными в последнее время, являются обмеление рек, наводнения, исчезновение многих видов растений и животных, деградация почв, рост концентрации углекислого газа в атмосфере и изменение климата в целом.

Эрозия почв и опустынивание. Почвенное плодородие, которое интересует человечество в первую очередь, зависит от толщины слоя гумуса, накапливаемого в течение тысячелетий благодаря деятельности миллионов организмов. Наиболее плодородными почвами считаются черноземы, их во время Великой Отечественной войны даже вывозили в Германию с территории нашей страны немецко-фашистские захватчики. Однако в послевоенный период почвенное плодородие начало неуклонно снижаться вследствие эрозии. Эрозией называется разрушение верхнего плодородного слоя почвы вследствие его смывания водами и сноса ветрами. Эрозия, уплотнение почв сельскохозяйственной техникой, засоление, загрязнение, вырубка лесов, интенсивный выпас на пастбищах и другие воздействия ведут к деградации почв, и, в конечном итоге, к опустыниванию, как это произошло в колыбели человеческой цивилизации — Месопотамии и Северной Африке.

Не менее значительными последствиями хозяйственной деятельности человека являются истощение энергетических ресурсов, вымирание видов растений и животных и т. д.

Человек долгое время усиливал власть над природой, развивал технический потенциал, увеличивал эксплуатацию природных ресурсов, однако в дальнейшем этот процесс может привести лишь к катастрофическому разрушению природной среды с последующим снижением качества жизни. Единственно возможным шагом в направлении перехода биосферы в ноосферу является осознание и провозглашение необходимости перехода мирового сообщества на позиции устойчивого развития.

Проблемы устойчивого развития биосферы

В послевоенное время последствия хозяйственной деятельности человечества приобрели настолько угрожающие масштабы, что было доказано: устранение возникших противоречий между антропогенной нагрузкой и буферными возможностями биосферы, а также дальнейшее улучшение качества жизни людей возможны только в рамках стабильного социально-экономического развития, не разрушающего естественный механизм саморегуляции биосферы. Для решения этих проблем был создан целый ряд международных организаций по защите окружающей природной среды, таких как Международный союз по охране природы и природной среды (МСОП), Всемирный фонд охраны дикой природы (WWF), Римский клуб, Международный экологический суд (МЭС), Гринпис, а также было проведено немало представительных конференций. Наиболее значимыми форумами по данной проблематике считаются Конференция ООН по окружающей среде (Стокгольм, 1972) и Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992). Результатом работы первой из них явилось создание Программы ООН по окружающей среде и развитию (ЮНЕП), а вторая приняла Декларацию РИО по окружающей среде и развитию, Рамочную конвенцию «Об изменении климата», Конвенцию «О биологическом разнообразии» и Программу действий ООН «Повестка дня на ХХІ век». Именно в документах последней встречи выдвинутая ранее в докладе ЮНЕП «Наше общее будущее» (1987) теория устойчивого развития составила концептуальную основу принятых решений.

Устойчивое развитие подразумевает такой тип развития, который позволяет обеспечить стабильный экономический рост на долговременной основе, не приводя при этом к дальнейшей деградации окружающей природной среды.

В узком смысле под устойчивым развитием понимается исключительно оптимизация хозяйственной деятельности человека в биосфере, которая, с одной стороны, удовлетворяла бы потребности человечества, а с другой, не усугубляла бы состояния природной среды.

Более широкая трактовка данного термина связывает устойчивое развитие с коренным пересмотром самих принципов функционирования человеческой цивилизации, в том числе решение продовольственной, экономической и других проблем, и переходу биосферы в качественно новое состояние — ноосферу.

Для решения данных проблем необходимо решить четыре основные задачи современности: сохранение уцелевших и восстановление до уровня естественной продуктивности ряда деградировавших экосистем, рационализация потребления, повсеместное внедрение «экологических» технологий и нормализация численности населения.

Поскольку биосфера, являясь регулятором состояния окружающей среды, представляет собой единую систему, то полноценный переход к устойчивому развитию возможен только в масштабах мирового сообщества при эффективном международном сотрудничестве. Большую роль в этом сыграли, помимо упоминавшихся Конференций ООН, Монреальская встреча (Монреаль, 1987; подписан Монреальский протокол об ограничении выбросов фреона в атмосферу), Общеевропейская конференция министров окружающей среды (София, 1995), Конференция Сторон Рамочной Конвенции ООН по изменению климата (Киото, 1997; подписан Киотский протокол об ограничении тепловых выбросов в атмосферу) и Международный конгресс по устойчивому развитию (Йоханнесбург, 2002). Тем не менее особую роль в данном процессе играет ряд стран, одной из которых является Россия, обладающая большими территориями, фактически не затронутыми хозяйственной деятельностью и являющимися резервом устойчивости биосферы в целом.

Российская Федерация активно подключилась к решению глобальных экологических проблем, что выразилось в принятии ряда основополагающих документов, в том числе Концепции перехода РФ к устойчивому развитию, Государственной стратегии устойчивого развития РФ, Экологической доктрины РФ, Федерального закона «Об охране окружающей среды», которые предусматри вают стабилизацию и коренное улучшение состояния окружающей природной среды за счет внедрения экологически оправданных технологий и методов управления, изменения самой структуры экономики, а также личного и общественного потребления. Большое внимание в этих документах уделяется формированию нового, экологического мышления как у подрастающего поколения, так и у экономически активного населения.

Отдельные успехи в деле защиты окружающей среды уже намечаются. В основном они связаны с природоохранной политикой государств и усилиями международного сообщества, устанавливающими стандарты качества окружающей природной среды и предельно допустимые уровни ее загрязнения, такие как «Евро-2», «Евро-4» и др. Большинство рычагов экологической политики лежит все-таки в экономической плоскости и предусматривает недопущение на рынок товаров и услуг, не отвечающих стандартам, введение штрафных санкций, экологических налогов, повышение цен на энергоносители и т. д. Введение же безвредных для состояния окружающей среды технологий, напротив, сопровождается налоговыми льготами. Поэтому в большинстве стран мира промышленные предприятия устанавливают специальные фильтры для снижения вредных выбросов в атмосферу, очищают сточные воды и пытаются сделать производственные циклы замкнутыми и безотходными. Особое значение в настоящее время уделяется получению энергии из возобновляемых источников путем строительства приливных, ветро- и гелиоэлектростанций, а также внедрению энергосберегающих технологий.

Однако эти усилия не могут быть плодотворными без участия каждого человека в отдельности. Поэтому в развитых странах бережное отношение к природе, которое заключается в сортировке бытового мусора, применении упаковки многоразового использования, передвижении на велосипеде и т. д., является элементом общей культуры.

Оценка глобальных экологических проблем и возможных путей их решения

Деятельность человека к концу ХХ века привела к разрушению более 60 % естественных экосистем суши (при том, что распахано только 10 % территорий), гибнут водные экосистемы, в том числе и морские, что обусловлено нерациональным использованием ресурсов, техногенным загрязнением и глобальным изменением климата. Однако первопричинами такого плачевного состояния биосферы являются демографический взрыв в ряде развивающихся стран и формирование общества потребления в экономически развитых странах.

Дальнейшее промедление в решении экологических проблем уже через 20 лет приведет к повышению температуры на планете на 1–2 􀁱С, вызовет жесткие засухи и затопление на огромных территориях, обречет миллионы людей на смерть от голода и болезней, вызванных в том числе неполноценным питанием, отсутствием качественной питьевой воды и загрязнением природной среды. В конечном итоге, уже в ближайшей перспективе возможно полное исчезновение человека как биологического вида вследствие разрушения его среды обитания.

Искусственно поддерживать функционирование биосферы на необходимом уровне человечеству не удастся, поскольку только живое вещество планеты в состоянии обеспечивать и регулировать этот процесс. Главным условием для восстановления нормальной природной среды обитания является восстановление самого живого вещества, прежде всего за счет сохранения видового разнообразия растений, животных, грибов и бактерий. Однако восстановить ее полностью не удастся, во всяком случае в настоящее время, поскольку на это пришлось бы направить все имеющиеся в распоряжении человечества ресурсы. Поэтому экономически и экологически оправданным уровнем является выделение в качестве заповедных территорий около 1/6 части суши. Если для большинства промышленно развитых стран мира эта задача представляется непосильной, то Россия имеет еще огромный запас в виде 65 % почти не тронутых деятельностью человека территорий.

Правила поведения в природной среде

Учитывая реалии сегодняшнего дня, отдыхая на природе, следует стараться не наносить еще большего вреда экосистемам. Для этого во время движения не стоит съезжать и сходить с уже проложенных маршрутов, чтобы не утрамбовывать почву. Нельзя ломать и срывать бесцельно растения, собирать их семена и плоды, так как это может нарушить процесс воспроизведения растительных сообществ. Разведение костров на природе также возможно только на специально оборудованных площадках во избежание пожаров, которые могут возникнуть даже от брошенной спички или окурка. Ловля и умерщвление насекомых и других животных только из-за того, что они красивы или из спортивного интереса являются недопустимыми, ибо также могут не только влиять на численность популяций, но и оказывать влияние на целостность цепей питания и трофических сетей биогеоценозов. Следует помнить и о том, что даже при гербаризации растений и сборе животных для коллекций учитывается степень редкости этих организмов. В природной среде нельзя также оставлять мусор, мыть машины и сливать машинное масло и горючее, так как это также наносит пусть не мгновенный, но все же большой вред экосистемам.

Только рациональное природопользование может обеспечить сохранность природной среды еще на долгие годы.

На ЕГЭ не спрашивают про сортировку отходов или электромобили, но могут спросить про круговорот углерода или названия разных типов водных растений. Как не запутаться в большом количестве информации? Собрали все темы, которые могут встретиться в вопросах про экологию, чтобы вам было проще спланировать подготовку к экзамену.

1. Из чего состоит экология?

Тема «экология» в ЕГЭ включает в себя три больших блока:

1. Экологические факторы;
2. Экосистема;
3. Биосфера.

Главный совет для этого раздела биологии: старайтесь не заучивать термины, а понимать суть и приводить примеры. Это поможет и для запоминания во время подготовки, и при ответе на развёрнутые вопросы во второй части экзамена. Не зубрите теорию. Придумывайте ассоциации, вникайте в логику.

Что нужно знать про экологические факторы

1. Среды обитания и их характеристики:

• наземно-воздушная;
• водная;
• почвенная;
• организменная.

Нужно уметь их сравнивать по количеству кислорода и света, плотности и другим параметрам.

1. Адаптации к каждой среде обитания. Например, форма конечностей, особенности зрения и обоняния, форма тела, особенности метаболизма обитателей разных сред.
2. Предел выносливости и зона оптимума для разных видов организмов.

Чтобы редкие вопросы по этой теме не стали сюрпризом, рекомендуем почитать книгу «Биология: модульный триактив курс» от В.С. Рохлова. Например, чтобы узнать, что такое бочка Либиха и лимитирующий фактор.

1. Характеристики самих биологических факторов:

• Свет: группы растений по отношению к свету, фотопериодизм;
• Температура: механизмы терморегуляции;
• Вода: группы растений по отношению к воде, экономия воды.

❗️Эти темы часто спрашивают в письменной части экзамена — уделите им время. Стоит не только понять их суть, но и заучить термины, чтобы в них не запутаться.

Ещё нужно уметь отличать биотические факторы от антропогенных. Тут всё просто: биотические относятся к живой природе, антропогенные — это воздействие человека.

Что нужно знать про экосистему

1. Общие понятия из экологии:

• Функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты;
• Пищевые цепи и сети;
• Устойчивость экосистем: развитость пищевых цепей, ярусность в лесных экосистемах, другие факторы устойчивости;
•  Экологические пирамиды.

Есть разные виды пирамид, к экзамену важно выучить пирамиду биомассы, остальные пирамиды построены по схожему принципу.

Обратите внимание на «правило 10 процентов».

1. Особенности биоценоза:

• Связи в биоценозе: трофическая, топическая и др. Не обязательно заучивать названия, главное понимать и уметь объяснять;
• Структура популяции: как расположены относительно друг друга разные популяции и особи в одной популяции;
• Экологические характеристики популяции: рождаемость, смертность, плотность, половой состав;

• Разница между биогеоценозом и экосистемой;
• Сравнение искусственной и естественной экосистем: замкнутость/незамкнутость, устойчивость, видовое разнообразие;
• Биотические отношения: симбиоз, мутуализм, квартиранство и т. п.

• Сукцессия: первичная и вторичная. На экзамене часто просят установить последовательность процессов восстановления экосистемы.

Что нужно знать про биосферу

1. Границы биосферы: до какого уровня возможна жизнь в атмосфере, гидросфере и литосфере, какие факторы ограничивают распространение организмов.
2. Вещества биосферы: косное, биокосное, биогенное, живое. Здесь советуем нарешивать задания, чтобы привыкнуть к типичным вопросам из ЕГЭ.

1. Функции живого вещества: концентрационная, окислительно-восстановительная, газовая, деструктивная.
2. Биогеохимические циклы:

• Биогенная миграция атомов (обычно не спрашивают, но повторить стоит);
•  Круговорот углерода;
• Круговорот азота;
• Сера и фосфор (вряд ли попадется, но на всякий случай можно почитать).

Полезные материалы для подготовки к ЕГЭ по биологии можно скачать на нашем сайте в разделе «Шпаргалки».