Экология понятие – Понятие экология. Предмет и объект экологии. Взаимосвязь с другими науками. Современная экология и ее структура. Задачи экологии. История развития.

Основные понятия экологии

Современное распространение живых организмов определяется в первую очередь условиями среды, в которой они обитают. Все живые и неживые объекты, окружающие растения, животных и другие организмы и непосредственно взаимодействующие с ними, называются средой обитания.

Под термином окружающая среда(или окружающая природная среда) обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

Абиотическиефакторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энергия, влажность и газовый состав воздуха, атмосферное давление, осадки, снежный покров, ветер, солевой состав воды, почвы, рельеф местности и т.п.).

Биотическиефакторы – это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает прямое или косвенное влияние других особей, вступает во взаимоотношения с представителями своего или иных видов (растений, животных, микроорганизмов), зависит от них или сам оказывает воздействие.

Антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.обитания. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства. Антропогенные воздействия на живой мир планеты продолжают возрастать.

Любой из экологических факторов может то проявляться как непосредственная причина изменения обмена веществ, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ есть ряд общих закономерностей. К ним относится реакция организмов на интенсивность или силу воздействия фактора. Как недостаточное, так и избыточное действие его отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Для представителей разных видов условия, в которых они себя особенно хорошо чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения (влаголюбивые) предпочитают очень влажную почву (капуста, кабачки), другие – переносят засушливую погоду. Одни любят сильную жару (дыня), другие предпочитают тень, прохладу (цветная капуста). Эти факторы очень существенно влияют на рост и состояние растений. Точка, при которой наблюдается их максимальный рост, называется

оптимумом.Обычно это относится к диапазону температур. Благоприятная сила воздействия фактора (дозировка) называетсязоной оптимума факторадля организма данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называют
диапазоном устойчивости.
Точки, ограничивающие его, то есть максимальная и минимальная пригодная для жизни температура, это пределы устойчивости или пределы выносливости вида. Степень выносливости по отношению к данному экологическому фактору называютэкологической валентностью.Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды.

По мере приближения к точкам предела устойчивости, если действие фактора уменьшается или возрастает, жизнедеятельность снижается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа (в нашем примере – растения), то есть речь идет о стрессовых зонахв рамках диапазона устойчивости. Аналогичное влияние могут оказывать и другие факторы.

Для каждого вида растений и животных существуют оптимум, стрессовые зоны, или зоны угнетения, и пределы устойчивости (выносливости) в отношении каждого фактора окружающей среды. (рис.2.1).

Разбирая пример с температурой, мы рассматривали изменение только одного фактора, полагая, что все остальные как бы соответствуют зоне оптимума. Мы наблюдали действия закона лимитирующих факторов, сформулированного Ю.Либихом. Фактор, который за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма, называют лимитирующим. К изменениям этого фактора организмы особенно чувствительны. Нередко лимитирующими факторами оказываются биотические, то есть воздействие одних видов животных и растений на другие. Например, недостаток пищи лимитирует развитие и распространение различных видов животных. К лимитирующим факторам развития растений относятся температура, свет, водообеспеченность и т.д Ни один из факторов не действует в одиночку. Все организмы при взаимодействии со средой должны поддерживать динамическое равновесие, или

гомеостаз.

Рис.2.1. Зависимость результатов воздействия экологического фактора от его интенсивности.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври» (от греческого эурис – широкий). Например, эвритермный вид – выносящий значительные колебания температуры. Узкая экологическая валентность обозначается приставкой «стено» (от греческого стенос – узкий) – стенотермный. Виды, которые могут приспособиться к колебаниям различных экологических факторов в широких пределах, называются эврибионтными; виды, для существования которых необходимы строго определенные условия, называютсястенобионтными.

Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы.

Популяциейназывают группу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды. Слово «популяция» происходит от латинского «populus» – народ, население.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга – сообщества. Сообщество(биотическое)- это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Растения, например, могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин «сообщество», является

биоценоз (термин введен немецким зоологом К.Мебиусом в 1877 г.).

Биоценозаминазывают группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Масштабы биоценозов различны – от сообществ нор, муравейников, листвы деревьев до населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п. Термин «биоценоз» употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т.п.

Биота(от греческогоbiote– жизнь) – совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, может характеризоваться отсутствием экологических связей между видами.

Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Пространство, занимаемое биоценозом, называется

биотопом. Биоценоз и его биотоп представляют собой два нераздельных элемента, образующих более или менее устойчивую систему, именуемуюбиогеоценозом. Понятиебиогеоценоз (от греческогоbio– жизнь,geo– земля,koinos– общий) введено в науку русским ученым В.Н. Сукачевым в 1940 г.

Идея о взаимосвязи и единстве всех явлений и предметов на земной поверхности возникла почти одновременно в СССР и за рубежом с той лишь разницей, что в СССР она развивалась как учение о биогеоценозе, а в других странах – как учение об экосистемах.Экологическая система, илиэкосистема – это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не тождественные. И то, и другое понятие подразумевает совокупность живых организмов и среды обитания, но экосистема – понятие безразмерное. «От капли до океана», – так образно охарактеризовал ее автор термина «экосистема» английский биолог А.Тенсли. Муравейник, аквариум, пруд, болото, кабина космического корабля – все это экосистемы (рис. 2.2)

Биогеоценоз в отечественной литературе принято характеризовать как экосистему, границы которой очерчены ареалом распространения растительного покрова – фитоценоза.Например, степные, болотные, луговые и т.п. биогеоценозы. Иными словами, биогеоценоз – это частный случай экосистемы, всегда явление естественное, даже в случае воздействия на него человека. Экосистема же может быть целиком искусственной (аквариум, космический аппарат и т.п.).

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Жизнь на Земле существует благодаря энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими растениями (автотрофами) в химические связи органических соединений. Все остальные организмы получают энергию с пищей. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется

пищевой (трофической) цепью (рис. 2.3).

Рис. 2.2. Схематическое строение экосистемы.

Рис.2.3. Схема, иллюстрирующая пищевые цепи в экосистеме (По Акимовой Т.А, Хаскину В.В., 1994.).

Каждая экосистема содержит совокупность животных и растительных организмов, которые по формам питания можно разделить на две группы:

Автотрофы(кормящие себя сами) – зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для роста и воспроизводства.

Фотосинтез – это сложный процесс превращения воды и углекислого газа в сахара с помощью солнечной энергии. Из образованных таким образом сахаров и минеральных элементов питания, получаемых из почв или воды, растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав их организмов. Иными словами простые химические вещества, из которых состоит воздух, вода и минералы горных пород и почвы, превращаются в сложные соединения типа белков, жиров и углеводов, называемых органическими. Автотрофные растения – это продуценты экосистемы (от латинскогоproducens– производящий), создающие органические вещества из неорганических. Из этих органических веществ и образуются ткани растений и животных. Фотосинтезирующие растения продуцируют пищу для всех остальных организмов экосистемы, поэтому их и называют продуцентами.

Гетеротрофы (питающиеся другими) – организмы, которым для питания необходимы органические вещества. Эти организмы имеют значительно более сложный обмен веществ. В свою очередь все гетеротрофы подразделяются на организмы-потребители(консументы) и организмы, разлагающие органические вещества на исходные неорганические компоненты(редуценты).

Консументы(от латинскогоconsumo– потребляю) – это организмы, потребляющие органические вещества. К ним относятся самые разнообразные организмы: как простейшие, черви, рыбы, моллюски, насекомые и прочие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы, так и млекопитающие, включая человека. Различаютконсументы первого порядка– растительноядные животные, будь то слон или клещ (или первичные консументы), консументы второго, третьего и более высоких порядков, потребляющие животную пищу (хищники, или плотоядные), а также всеядные (или

эврифаги),которые могут поедать как растительную, так и животную пищу (лисы, свиньи, тараканы и др.).

Редуценты (от латинскогоreducens– возвращающий, восстанавливающий) – организмы, разлагающие мертвое органическое вещество. К ним относятся всевозможные сапрофитные бактерии, грибы и животные –детритофаги, питающиеся мертвым или частично разложившимся органическим веществом – детритом. В почве это мелкие беспозвоночные, питающиеся отбросами, например, мелкие клещи, земляные черви, многоножки; в водных экосистемах – моллюски, крабы и черви; при гниении – бактерии; при разложении растительного опада – грибы. По составу и активности сообщества редуцентов не менее разнообразны, чем другие сообщества, но гораздо менее знакомы обычному человеку.

Очевидно, что ни один организм не существует вне связи с другими. Каждый может жить, только взаимодействуя с окружающей средой, в рамках определенной экосистемы. Наглядным примером, в этом смысле, является лес. В экологической системе все связи между организмами соединены между собой и образуют сложную цепь пищевых взаимоотношений, или трофические цепи (продуценты – консументы – редуценты), поскольку пища – важнейший фактор жизнедеятельности организмов.

У животных и растений возникло огромное количество взаимных адаптаций (приспособлений), определяемых трофическими или пищевыми связями. Существует четкая экологическая закономерность, называемая пирамидой чисел, согласно которой количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев, неуклонно уменьшается. Например, на 1 волка в северных лесах приходится около 100 лосей, на каждого крупного хищника (льва, леопарда, гепарда) в саваннах Африки – от 350 до 1000 диких животных. Располагая данными о численности волка и суточной потребности его в пище, приблизительно рассчитано, что в течение календарного года 2400 особей изымают 7480 кабанов, 5560 лосей, 4020 косуль. Последовательное уменьшение количества животных в цепи питания сопровождается соответственным снижением их общей биомассы, а это приводит к сокращению потока энергии в экосистеме.

Особая трофическая связь в биоценозе – паразитизм, при котором один вид – хозяин служит для другого – паразита не только источником пищи, но и местом постоянного или временного обитания. (Например, фитофтора). Существуют и взаимополезные связи между видами –симбиоз. (Бобовые – клубеньковые бактерии).

Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик (преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными и др.) представляет собой экологическую нишу.Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический уровень) и его положение относительно абиотических условий существования (температура, влажность и т.п.). По Н.Ф.Реймерсу,экологическая ниша– это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такие экологические связи создают определенную структуру биоценоза. Биоценозы – динамические системы, они находятся в постоянном развитии, им свойственна сукцессия.

Сукцессия (от латинского «сукцедо» – следую) – последовательная смена одного биоценоза другим. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием внутреннего

развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно «стареют» и сменяются другими типами биоценозов, например, зарастание озера и превращение его в болото; высыхание болота и трансформация его в луг; смена пород в лесу после пожара и т.д.

Процесс сукцессии включает следующие этапы:

возникновение не занятого жизнью участка;

миграция на этот участок различных организмов;

приживание организмов;

формирование структуры биоценоза путем конкуренции;

преобразование местообитания для стабилизации условий среды и отношений между организмами.

Важное экологическое положение состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценоз, тем выше его устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям.

Устойчивость природных биоценозов определяется тем, что слагающие их виды в процессе эволюции приспособились друг к другу настолько, что стали как бы заботиться о целостности, структуре своего биогеоценоза. Взаимоотношения между хищником и его добычей, или жертвой, является примером так называемой обратной связи, при которой один вид наносит ущерб другому и не может жить без него. Еще один пример. В годы, когда растительная пища для какого-либо вида насекомого в избытке, популяция его быстро размножается и резко повышается его численность. В системе проявляется положительная обратная связь, которая стремится вывести ее из равновесия. Но резко возросшая численность популяции приводит к столь же резкому снижению запасов растительной пищи, в результате нехватки которой в системе обнаруживается отрицательная обратная связь, возвращающая ее в исходное состояние. Устойчивость экосистем характеризует так называемый принцип Ле Шателье. Суть его состоит в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется (действуют отрицательные обратные связи).

studfiles.net

Экология: основные термины и понятия

Экология (от греч. «ойкос» — жилище, «логос» — наука) — наука о закономерностях взаимоотношений организмов, видов, сообществ со средой обитания.
Внешняя среда — все условия живой и неживой природы, при которых существует организм и которые прямо или косвенно влияют на состояние, развитие и размножение как отдельных организмов, так и популяций.
Экологические факторы (от лат. «фактор» — причина, условие) — отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмом.
Абиотические факторы (от греч. «а» — отрицание, «биос» — жизнь) — элементы неживой природы: климатические (температура, влажность, свет), почвенные, орографические (рельеф).
Биотические факторы — живые организмы, взаимодействующие и влияющие друг на друга.
Антропогенный фактор {от греч. «антропос» — человек) — непосредственное воздействие человека на организмы или воздействия через изменение им среды обитания.
Оптимальный фактор — наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора (света, температуры, воздуха, влажности, почвы и т. д.).
Ограничивающий фактор — фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма (за пределы допускаемого максимума или минимума): влага, свет, температура, пища и т. д.
Предел выносливости — граница, за пределами которой существование организма невозможно (ледяная пустыня, горячий источник, верхние слои атмосферы). Для всех организмов и для каждого вида существуют свои границы по каждому экологическому фактору отдельно.
Экологическая пластичность-степень выносливости организмов или их сообществ (биоценозов) к воздействию факторов среды.
Климатические факторы — абиотические факторы среды, связанные с поступлением солнечной энергии, направлением ветров, соотношением влажности и температуры.
Фотопериодизм (от греч. «фотос» — свет) — потребность организмов в периодической смене определенной продолжительности дня и ночи.
Сезонный ритм — регулируемая фотопериодизмом реакция организмов на изменение времени года (при наступлении осеннего короткого дня опадают листья с деревьев, готовятся к перезимовке животные; при наступлении весеннего длинного дня начинается возобновление растений и восстановление жизненной активности животных).
Биологические часы — реакция организмов на чередование в течение суток периода света и темноты определенной длительности (покой и активность у животных, суточные ритмы движения цветков и листьев у растений, ритмичность деления клеток, процесса фотосинтеза и т. д.).
Зимняя спячка — приспособление животных к перенесению зимнего времени года (зимний сон).
Анабиоз (от греч. «анабиозис»-оживление)-временное со- стояние организма, при котором жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных животных зимой и в жаркий период лета).
Зимний покой — приспособительное свойство многолетнего растения, для которого характерно прекращение видимого роста и жизнедеятельности, отмирание надземных побегов у травянистых жизненных форм и опадение листьев у древесных и кустарниковых форм.
Морозостойкость — способность организмов выносить низкие отрицательные температуры.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Экологическая система — сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии.
Биогеоценоз (от греч. «биос» — жизнь, «гео» — земля, «це-ноз» — общий) — устойчивая саморегулирующаяся экологическая система, в которой органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими.
Биоценоз — сообщество растений и животных, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга.
Популяция (от франц. «популяцион» — население) — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
Агроценоз (от греч. «агрос» — поле, «ценоз»-общий) -искусственно созданный человеком биоценоз. Он не способен длительно существовать без вмешательства человека, не обладает саморегуляцией и в то же время характеризуется высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких видов (сортов) растений либо пород животных.
Продуценты (от лат. «продуцентис»-производящий)-зеленые растения, производители органического вещества.
Консументы (от лат. «консумо»-употреблять, расходовать) — растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества.
Редуценты (от лат. «редуцере» — уменьшение, упрощение строения)-микроорганизмы, грибы-разрушители органических остатков
Цепи питания- цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества; каждое предыдущее звено является пищей для следующего.
Пищевой уровень — одно звено в цепи питания, представленное продуцентами, консументами или редуцентами.
Сети питания-сложные взаимоотношения в экологической системе, при которых разные компоненты потребляют разные объекты и сами служат пищей различным членам экосистемы.
Правило экологической пирамиды — закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.
Саморегуляция в биогеоценозе-способность к восстановлению внутреннего равновесия после какого-либо природного или антропогенного влияния.
Колебание численности популяции — сменяющее друг друга увеличение или уменьшение числа особей в популяции, которое происходит в связи с изменением сезона, колебаниями климатических условий, урожая кормов, стихийными бедствиями. Благодаря регулярному повторению колебание численности популяции называют также волнами жизни или популяционными волнами.
Регулирование численности популяции — организация мероприятий по регулированию числа особей путем их истребления или разведения.
Исчезающая популяция — популяция, численность видов которой снизилась до принятого минимума.
Промысловая популяция — популяция, добыча особей которой экономически оправдана и не приводит к подрыву ее ресурсов.
Перенаселенность популяции — временное состояние популяции, при котором количество особей превышает величину, соответствующую условиям нормального существования. Чаще всего связано со сменой биогеоценоза.
Плотность жизни — количество особей на единицу площади или объема тон или иной среды.
Саморегуляция численности — ограничивающее действие экологической системы, снижающее численность особей до средней нормы.
Смена биогеоценозов — преемственное естественное развитие экологической системы, при котором одни биоценозы сменяются другими под влиянием природных факторов среды: на месте лесов образуются болота, на месте болот-луга. Смена биогеоценозов может быть вызвана также стихийными бедствиями (пожар, паводок, ветровал, массовое размножение вредителей) или влиянием человека (вырубка леса, осушение или орошение земель, земляные работы).
Восстановление биоценоза — естественнее развитие устойчивой экологической системы, способной к самовосстановлению, которое проходит в несколько этапов на протяжении десятков лет (после вырубки или пожара еловый лес восстанавливается более чем через 100 лет)-
Восстановление биоценоза искусственное — комплекс мероприятий, обеспечивающих возобновление прежнего биоценоза путем посева семян, посадки саженцев деревьев, возвращения исчезнувших животных.
Фитоценоз (от греч. «фитон»-растение, «ценоз»-общий) растительное сообщество, исторически сложившееся в результате сочетания взаимодействующих растений на однородном участке территории. Его характеризуют определенный видовой состав, жизненные формы, ярусность (надземная и подземная), обилие (частота встречаемости видов), размещение, аспект (внешний вид), жизненность, сезонные изменения, развитие (смена сообществ) :

www.examen.ru

Шпаргалка — Экология основные понятия


Экология: основные понятия

Термин «Экология» впервые был введён в 1869 году Геккелем. По определению Геккеля «Экология» — наука об экономии природы (наука о жилище – греч.).

Экология – наука об отношении организма или групп организмов к окружающей среде в соответствии с уровнем организации окружающей жизни.

Существует два вида экологии:

Аутэкология – взаимоотношение со средой отдельного организма.

Синэкология – комплексное изучение групп организмов, составляющих определённое единство.

Структура экологии

/>

/>/>

/>/>

/>/>

/>/>

/>/>/>/>

/>/>/>/>

/>/>/>

/>/>/>

/>/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

Экология быстро развивается на стыке с другими науками. Существует эерографическая, химическая, математическая экологии.

Задачи экологии как науки:

Исследование закономерности организации жизни, в т.ч. и в связи с антропогенным воздействием на отдельные экологические системы и всю биосферу в целом.

Создание научной основы рационального использования природных ресурсов.

Восстановление нарушенных природных систем.

Регулирование численности популяции живых организмов.

Сохранение эталонных участков биосферы.

Экология и инженерная охрана природы.

Инженерная экология – это система инженерно-химических предприятий, направленных на сохранение качества природной среды в условиях растущего промышленного производства.

Понятие охраны природы имеет двоякий смысл:

Комплексная научная дисциплина, разрабатывающая общественные принципы и методы сохранения и восстановления природных ресурсов.

Система мероприятий, направленных на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей его природы.

Понятие окружающей среды также имеет два смысла:

Это внешняя, но находящаяся в непосредственном контакте с субъектом или объектом среда.

Это совокупность абиотической (неживой), биотической (живой) и социальных сред, совместно оказывающих влияние на человека и его хозяйство.

Охрана окружающей природной среды – это комплекс государственных, международных, региональных, административно-хозяйственных, политических и общественных мероприятий, направленных на поддержание химических, физических и биологических параметров функционирования природных систем в пределах необходимых с точки зрения здоровья и благосостояния человека.

Основы общей экологии:

Учение о биосфере и её эволюции (В.И.Вернадский)

Согласно В.И.Вернадскому биосфера – это оболочка земли, включающая как область распространения живого вещества, так и само живое существо. На Земле жизнь сосредоточена в гидросфере, литосфере и тропосфере. Нижняя граница атмосферы расположена на 2-3 км ниже поверхности материков и на 1-2 км ниже дна океана.

Верхняя граница биосферы – озоновый слой, который расположен в стратосфере на 20-25 км от поверхности Земли.

За несколько миллиардов лет своего существования биосфера прошла сложную эволюцию.

Основным этапом было возникновение жизни из неживой материи. Этому предшествовало образование сложных органических веществ из водорода, аммиака, углекислого газа, метана и воды под воздействием высоких температур, электроразрядов, солнечного излучения и вулканической деятельности. Из-за этого образовывались молекулы аминокислот, азотистых оснований, т.е. вещества, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты и вещества-носители энергии АДФ, АТФ.

Важнейшим этапом эволюции было то, что органические вещества подвергались процессам распада и синтеза, причём продукты распада одних молекул являлись источником синтеза для других молекул. Так возник первичный водоворот органических веществ. Концентрация органических веществ в толще воды была неравномерной. В результате возникали калоидные сгущения, получившие название коацерват. Характерная особенность – наличие границы с окружающей средой. Коацерваты рассматривались в качестве первой биоструктуры. Эти капли разрушались, образовывались вновь, делились. В конечном итоге получилось, что сохраняться могли лишь те капли, которые при делении не теряли в дочерних каплях свои признаки, химический состав и структуру, т.е. приобрели способность к самовоспроизводству. Важной особенностью коацерватов было то, что они могли избирательно поглощать из окружающей среды необходимые им вещества и избавляться от ненужных веществ. Этот момент даёт начало обмену веществ, процессам переноса энергии и информации. Согласно существующей сейчас теории также и появились первые живые организмы. Дальнейшее усложнение жизни связано с возникновением многоклеточных организмов. Наиболее развитой и признанной сейчас является колониальная гипотеза возникновения многоклеточных организмов. Согласно этой гипотезе произошло следующее: клетка разделилась, но её дочерние составляющие не разошлись, а стали существовать вместе. Причём сначала обе клетки были абсолютно одинаковыми, а потом стали возникать различия в химическом составе и структуре, что соответственно привело к функциональной специализации. Одни клетки стали отвечать за поглощение, другие – за движение, третьи – за размножение. В течение миллионов лет многоклеточные организмы эволюционировали и в конце концов появился человек, который сейчас преобразовывает биосферу в ноосферу.

Понятие об афтотропности человечества.

Афторопными называются организмы, которые получают своё органическое вещество из неорганического, не используя уже готовые органические вещества других организмов.

Гетеротропными называются организмы, которые для построения своего органического вещества используют уже готовые органические вещества других организмов.

Человек – гетеротропное вещество, единственный организм, создавший производство и развил технологию.

Жизнь как термодинамический процесс.

Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является непрерывный обмен веществ с окружающей средой.

Белковое тело – это организованная макромолекулярная совокупность ряда специфических веществ: нуклеиновых кислот, аминокислот, соединение азота и фосфора. Рассмотрим простейшую физическую систему, состоящую из нагретого тела т окружающей среды.

Градиент – это вектор, направленный из точки с минимальным значением параметра в точку с максимальным значением параметра.

В связи с тем, что в рассматриваемой системе существует градиент температур, то согласно второму закону термодинамики эта система будет стремиться к состоянию теплового равновесия, т.е. к такому состоянию, когда ТТЕЛА=ТОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, т.е. вся энергия тела будет рассеяна в виде тепла и при наступившем термодинамическом равновесии любые энергетические процессы станут невозможны. Система, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия имеет максимальную энтропию, так, обратно второму закону термодинамики можно сформулировать следующее обращение: любая система стремится к расстоянию с максимальной энтропией. Считается, что чем больше энтропия, тем больше хаос в системе. Непрерывный поток солнечной энергии воспринимается молекулами афтотрофных живых организмов и преобразуется в энергию химических связей, т.е. живые организмы вносят в систему структуру, порядок, и в связи с этим, в отличие от всех других физических и химических систем с живыми организмами, могут двигаться против градиента энтропии, т.е. в сторону уменьшения энтропии. Говорят, что живые организмы вырабатывают отрицательную энтропию или негтропию. Энергию для этого они естественно получают от солнца.

Экологические факторы и их действия.

Экологический фактор – это любое условие среды, способное оказать прямое или косвенное воздействие на живые организмы хотя бы на одной из фаз их развития.

Экологические факторы делятся на две категории:

Факторы неживой природы или абиотические факторы.

Факторы живой природы или биотические факторы.

Абиотические факторы в свою очередь делятся на:

Климатические (освещённость, температура, влажность, атмосферное давление, скорость движения ветра)

Почвенно-грунтовые (плотность, механический состав, влагоёмкость, воздухопроницаемость)

Орографические (рельеф, высота над уровнем моря)

Химические (газовый состав воздуха, количество растворённых в воде солей и т.д.)

Биотические факторы в свою очередь делятся на:

Зоогенные (животный мир)

Фитогенные (факторы растительности)

Микробиогенные (влияние живых организмов)

Антропогенные (влияние человека)

Экологические факторы можно классифицировать по степени постоянства их воздействия на живые организмы или по периодичности.

Бывают:

Первичные периодические факторы, т.е. факторы, связанные с вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси. Это смена времён года, смена дня и ночи.

Вторичные периодические факторы, которые являются следствием первичных периодических факторов. Это температура, влажность, количество растворённого в воде кислорода, количество растительной пищи и другие.

Непериодические факторы. Это почвенно-грунтовые факторы, факторы, связанные со стихийными бедствиями, большинство антропогенных воздействий.

Абиотические факторы наземной среды.

Климатические факторы.

Поступающая от Солнца лучистая энергия это 99% электромагнитного излучения с длиной волны от 0,17 до 4 микрон. Причём 48% поступает на видимую часть спектра, а 45% на инфракрасную часть спектра.

Количество солнечной энергии, поступающей к Земле постоянно, однако, разные районы земного шара получают разное количество энергии, что связано с наклоном земной оси. Так, например, в умеренной зоне на единицу площади приходится в 6 раз больше энергии, чем в Полярной зоне. Часть солнечной энергии отражается земной поверхностью. Чистый снег отражает до 95% энергии, загрязнённый снег до 50%, хвойные леса до 15%, чернозём до 5%. Освещённость земной поверхности связано с вращением Земли вокруг своей оси, в результате чего у всех организмов существуют суточные ритмы деятельности.

Влажность – это количество водяного пара, растворённого в атмосферном воздухе.

Большинство водяного пара содержится в нижних слоях атмосферы (до 2км). Влажность существенно зависит от температуры. Чем температура больше, тем больше водяного пара может содержать атмосфера. Разность между максимально возможной и текущей влажностью называется дефицитом влажности. Это важный экологический параметр, который характеризует сразу два фактора – температуру и влажность. Чем больше дефицит влажности, тем суше и теплее.

Атмосферное давление.

В атмосфере существует два типа зон, зависящих от давления.

Зоны пониженного давления (циклоны), которые характеризуются неустойчивой погодой, с большим количеством осадков.

Зоны повышенного атмосферного давления (антициклоны), которые характеризуются устойчивой погодой без осадков.

Движение воздуха.

В этом случае, движущей сило процесса является разность атмосферных давлений в двух точках земного шара. Воздух движется из точки с повышенным давлением в точку с пониженным давлением.

Почвенно-грунтовые факторы.

Почва – это рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Почва – это трёхфазная среда, включающая в себя жидкие, твёрдые и газообразные компоненты. По вертикали почва разделяется на отдельные слои горизонта. Все горизонты представляют собой смесь органических и неорганических веществ. Минеральный состав почвы: 50% — оксид кремния, 25% — глинозём или оксид алюминия, 10% — оксид железа, а также оксиды калия, фосфора, кальция и магния – каждый до 5%. В числе органических веществ, находящихся в почве, можно выделить белки, жиры, воск, смолу и т.д. Одно из наиболее важных свойств почвы – это её механический состав, т.е. размер частиц, из которых почва состоит. Чем меньше размер частиц, тем ближе почва к глинистой. Чем больше размер частиц, тем больше почва к песчаной.

Плотность почвы.

Группа тепловых факторов (теплоёмкость, теплопроводность).

Группа водных факторов (влагоёмкость, влагопроницаемость).

Аэрация (насыщенность почвы воздухом).

Кислотность или показатель рН.

Абиотические факторы водной среды.

Водная среда – это своеобразная среда обитания живых организмов, отличающихся от воздушной прежде всего плотностью и вязкостью.

Плотность в 80 раз больше плотности воздуха.

Вязкость в 55 раз больше вязкости воздуха.

Подвижность, т.е. постоянное перемещение водных масс в пространстве.

Температурная стратификация, т.е. изменение температуры с глубиной.

Периодические, годовые, сезонные суточные изменения температуры воды.

Прозрачность воды.

Солёность воды, т.е. содержание растворённых карбонатов, хлоридов, сульфатов. В пресной воде преобладают карбонаты, в солёной – хлориды и сульфаты. Средняя солёность Мирового океана 35г/литр. Большинство внутренних морей существенно менее солёные: Чёрное море – 19г/литр, Каспийское море – 14г/литр.

Количество растворённого кислорода.

Кислотность или показатель рН.

Биотические факторы.

Биотические факторы – это совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. Биотические факторы можно разделить на прямые и косвенные.

Прямые – это непосредственное влияние одних организмов на другие.

Косвенные – это влияние через изменение комплекса абиотических факторов

Понятие о лимитирующем факторе.

В 1840 году был разработан немецким учёным Либихом. Он создавал теорию минерального питания растений и установил, что развитие растений зависит не от тех веществ, которых хватает, а от тех, которых не достаёт, пусть даже они необходимы в микроколичествах.

Им был сформулирован закон минимума, согласно которому, необходимо увеличить в почве содержание того питательного вещества, концентрация которого минимальна.

На этой основе и было сформулировано понятие лимитирующего фактора.

Лимитирующий фактор – это фактор, который находится как в избытке, так и в недостатке по отношению к оптимальным требованиям организма.

—PAGE_BREAK—Понятие об экологической нише.

Любой живой организм адаптирован к вполне определённым параметрам окружающей среды. Изменение этих параметров может вызвать укрепление жизнедеятельности или гибель организма.

Экологическая ниша – это совокупность множества параметров среды, определяющих условие существования того или иного вида и его функциональные характеристики, такие как передача энергии и обмен информации.

Таким образом, экологическая ниша определяет не только положение вида в пространстве, но и его функциональную роль в сообществе, а также его положение относительно абиотических факторов.

Моделью экологической ниши является часть многомерного пространства экологических факторов. Рассмотрим вид живых организмов, существование которых зависит от температуры, давления и влажности.

T1≤T≤T2

P1≤P≤P2

V1≤V≤V2

Моделью экологической ниши является параллелепипед в трехмерном (3D) пространстве (рис. №1).

Допустим, что один из параметров вышел из экологической ниши: например T>T2, тогда возможны два варианта:

Вид приспособится к новым условиям существования и его экологическая ниша станет больше.

Вид не сможет приспособиться и погибнет, а его экологическую нишу займёт другой вид.

Рисунок №1 >>>

/>

Адаптация живых организмов к экологическим факторам.

Одни организмы могут существовать в широких интервалах изменения экологических факторов, другие – в узких.

Рассмотрим график зависимости активности организмов от температуры (рис. №2).

Рисунок №2 >>>

/>

Первый и третий вид существуют в узком интервале температур, причём первый при низких, а третий при высоких температурах. Второй вид может существовать в широких интервалах изменения температуры.

Адаптацией называется эволюционно выработанная и наследственно закреплённая способность живых организмов, позволяющая им существовать в условиях динамически изменяющихся экологических факторов.

Существуют следующие формы адаптации:

Морфологическая адаптация – это приспособление внешней формы организма к окружающей среде.

Физиологическая адаптация – это приспособление внутреннего строения организма к окружающей среде, например, животные пустынь могут получать воду за счёт биохимического расщепления жиров.

Поведенческая адаптация – это, например, сезонные кочёвки птиц или спячка у животных.

Принцип минимальной амплитуды.

Живой организм при прочих равных условиях выбирает такое место обитания, в котором обеспечивается минимальная амплитуда колебаний одного или нескольких лимитирующих факторов.

Популяция, её структура и динамика.

Популяция – это исторически сложившаяся естественная совокупность особей данного вида, связанных между собой определёнными взаимоотношениями и приспособлением к жизни в условиях определённого района.

Различают географические и экологические популяции.

Географическая популяция – это группа особей одного вида, населяющие территории с однородными условиями существования.

Экологическая популяция – это группа особей одного вида, находящихся в таких условиях, где любые две могут явновероятно скреститься друг с другом.

Экологическая популяция является подсистемой географической популяции. Каждая популяция имеет определённую структуру: возрастную, пространственную и др. Каждая популяция имеет определённую численность и амплитуду колебаний этой численности.

Численность популяции – это количество особей данного вида в популяции.

Плотность популяции – это численность популяции, отнесённая к единице площади или объёма.

Численность популяции не бывает постоянной, и колеблется в том или ином пределе.

Рассмотрим несколько типов динамики популяции:

Экспоненциальный рост при отсутствии любых ограничивающих факторов. В реальности такой тип динамики существовать не может.

/>N

/>

/>

/>t

/>2) Численность популяции переходит с уровня N0на N1.

N

/>/>N1

/>N

/>t

3) Экспоненциальный рост, а затем экспоненциальное падение численности.

/>

N

/>/>N1

/>N

/>

t

Все типы динамики делятся на две группы:

Периодические (осцилляция)

Непериодические (флуктуация)

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта isfakultet.narod.ru/

www.ronl.ru

Экология: основные понятия и проблемы

Оглавление

 

Введение

1. Основные понятия экологии

2. Проблема бытовых и промышленных отходов

3. Принципы рационального природопользования

4. Государственная политика защиты окружающей среды

Заключение

Список литературы

Введение

 

Экология как наука сформировалась в недрах биологии в середине XIX века, после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Возникло понимание того, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального изучения.

Термин «экология» был введен в науку известным немецким ученым-зоологом Эрнстом Геккелем, который в своих трудах «Всеобщая морфология организмов» (1866г.) и «Естественная история миротворения» (1868г.) впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово «экология» образовано от двух греческих слов: oikos — дом, жилище, и logos — наука; в буквальном смысле экология — наука о местообитании. В России, благодаря конспективному переводу И.И. Мечниковым работы Э. Геккеля, термин «экология» появился в 1869 году.

В последние десятилетия произошло расширение круга понятий экологии в связи с включением в сферу объектов ее изучения человека как биологического вида с его «природопокорительной» деятельностью и возникшей угрозой глобального экологического кризиса. Экологией стали называть весь комплекс взаимоотношений человека с окружающей природной средой. Обострение проблем окружающей среды привело к проникновению экологии в различные области науки и практики. Это обусловило появление прикладных отраслей экологии: промышленной экологии, агроэкологии, социальной экологии (экологии человека), экологии города и т.п. Идеи и компетенция первоначально узкой и частной биологической дисциплины охватили широкий круг проблем окружающей среды.

1. Основные понятия экологии

 

Изучение любой науки начинается со знакомства с её названием и терминологией.

Все живые и неживые объекты, окружающие растения, животные и другие организмы, непосредственно взаимодействующие с ними, называются средой обитания. Под термином окружающая среда (или окружающая природная среда) обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами.

Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы.

Популяцией называют группу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды. Слово «популяция» происходит от латинского «populus» — народ, население.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга — сообщества. Сообщество (биотическое) — это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Растения, например, могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин «сообщество», является биоценоз (термин введен немецким зоологом К. Мебиусом в 1877 г.).

Биоценозами называют группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Масштабы биоценозов различны — от сообществ нор, муравейников, листвы деревьев до населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п. Термин «биоценоз» употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т.п.

Экологическая система, или экосистема — это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии. Экосистема — понятие безразмерное. «От капли до океана», — так образно охарактеризовал ее автор термина «экосистема» английский биолог А. Тенсли. Муравейник, аквариум, пруд, болото, кабина космического корабля — все это экосистемы. Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Жизнь на Земле существует благодаря энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими растениями (автотрофами) в химические связи органических соединений. Все остальные организмы получают энергию с пищей. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется пищевой (трофической) цепью. Таким образом, экосистема — это совокупность взаимодействующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать необозримо длительное время. Биотическое сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (микробиоценоз). Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экос

www.studsell.com

Словарь экологических терминов и понятий

Абиотические факторы – комплекс условий неорганической среды, влияющих на организмы.

Автотрофы – организмы, берущие нужные им для жизни химические элементы из окружающей их косной материи и не требующие для построения своего тела готовых органических соединений другого организма. Основной источник энергии, используемый автотрофами, — солнце.

Анабиоз – (от греч.-оживление) способность организмов переживать неблагоприятное время (изменения температуры среды, отсутствие влаги и т.д.). Коловратки способны выносить полное высыхание как и нематоды и тихоходки. Вронский, словарь, С. 26.

Анаэробная среда – бескислородная среда.

Анаэробы – (от греч. означает без воздуха жизнь) организмы, способные жить и развиваться в бескислородной среде. Ввёл в науку этот термин Пастер Л.

Ацидофиты – растения, предпочитающие кислые почвы или воды (рH от6,7 до3,0).

Адаптация – процесс и результатприспособления организмов к условиям существования. Различают видовую (генотипическую) адаптацию, происходящую в ряде поколений и связанную с процессом видообразования, и индивидуальную (фенотипическую) адаптацию – акклимацию, происходящую в пределах индивидуального развития организма и не затрагивающую его генотип.

Акклиматизация – приспособление организмов к изменениям климатогеографическим условиям существования.

Акклимация – индивидуальную (физиологическая, фенотипическая) адаптация.

Аутэкология – раздел экологии, изучающий взаимоотношения особей (организмов) с окружающей средой.

Антропогенные факторы – факторы, возникающие в результате человеческой деятельности.

Артеприродная среда – искусственно созданная или преобразованная часть окружающей среды, включающая здания, помещения, машины и бытовые природы, кондиционированный микроклимат, электромагнитные поля, шум и т. п.

Безопасность экологическая — степень защищенности территориального комплекса, экосистемы, человека от возможного экологического поражения, определяемая величиной экологического риска.

Биогеоценоз – понятие сформулировал Сукачёв В.Н. в 1940 г. Это конкретный однородный участок местности, на котором взаимодействуют живое (биоценоз) и косное (биотоп) компоненты, объединённые обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

Биоценоз – это система связанных между собой консорций. Центральное место в ней обычно занимают растения.

Биотоп – неорганический субстрат.

Биокостное вещество – создается в атмосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя системы динамического равновесия тех и других (почва, кора выветривания, природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества).

Биосфера – своеобразная оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биота – совокупность видов организмов какой – либо крупной территории, например, биота тундры и т.д.
Биотический (биологический) круговорот – циркуляция веществ между почвами, растениями, животными и организмами.

Биотические факторы – совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие.

Биоценоз – взаимосвязанная совокупность всех живых существ, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, характеризуемая определенными отношениями между организмами и приспособленностью к условиям окружающей среды.

Валовая (общая) продуктивность – накопление органического вещества, включая потери на собственные нужды (дыхание и т.д.) и массу, потреблённую гетеротрофами.

Вторичная продуктивность – скорость накопления органического вещества консументами.

Гетеротрофы (от греч.-питание) – организмы, питающиеся органическими веществами, которые произвели автотрофы. К ним относятся все животные, включая человека, грибы и большинство микроорганизмов. В пищевой цепи экосистемы они составляют группу консументов.

Диагональная кривая выживания (второго типа) – у видов, смертность которых остаётся примерно равной постоянно на протяжении всей жизни.

Доминантные виды – виды, преобладающие по численности в экосистеме.

Живое вещество – по В.И. Вернадскому, это совокупность всех живых организмов современной биосферы.

Закон константности количества живого вещества биосферы (В. И. Вернадский): количество живого вещества (биомассы всех организмов) биосферы для данной геологической эпохи постоянно.

Закон минимума (Ю.Либиха): жизненность организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Ю.Либих формулировал данный закон следующим образом: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени».

Закон толерантности (В. Шелфорда): процветание организма ограничено зонами максимума и минимума определенных экологических факторов. Между ними располагается зона оптимума. Каждый вид характерезуется своей толерантностью – способностью переносить отклонения экологических факторов от оптимальных.

Законы экологии (Б. Коммонера): 1. Все связано со всем; 2. Все должно куда – то деваться; 3. Природа знает лучше; 4. Ничто не дается даром.

Кальцефилы – кальцефиты, растения, обитающие на почвах, богатых известью

Квантитативная компенсация (закон) – закон позволяет не опасаться гибели современной цивилизации по географическим и экологическим причинам.Этот закон в 1936 г. предложил А.Л. Чижевский.

Консорции – группа разнородных организмов, поселяющихся на теле или в теле особи какого-либо вида, центрального члена консорции, способного создавать вокруг себя определённую среду.

Ксерофиты – растения, приспособленные к жизни в засушливых районах.

Консументы – гетеротрофные организмы, главным образом, животные, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества.

Косное вещество – совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Мезофиты – растения, занимающие промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами, они умеренно требовательны к увлажнённости местообитания.

Мокрые пылеуловители – форсуночные скрубберы и наиб. эффект. скрубберы Вентури (основные действующие силы-инерция и броуновское движение).

Насилие –это форма принуждения со стороны одной группы людей (со стороны одного человека) по отношению к другой группе (другому человеку) с целью приобретения или сохранения определенных выгод и привилегий.

Ненасилие – принцип, в основе которого лежит признание ценности всего живого, человека и его жизни, отрицание принуждения как способа взаимодействия человека с миром, с природой, с другими людьми, это способ решения проблем и конфликтов.

Нитрофиты – растения, предпочитающие почвы, богатые соединениями азота.

Ноосфера – сфера разума. Гипотетическая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития.

Осцилляции – колебания численности оганизмов и сообществ, вызванные биотическими факторами.

Редуценты – гетеротрофные организмы (бактерии, грибы), получающие энергию путем разложения мертвых тканей или путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно, или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.

Сапротрофы – организмы, питающиеся мертвыми органическими веществами или экскрементами животных. К ним относятся бактерии, актиномицеты, грибы, а также сапрофиты.

Сапрофиты – паразитические цветковые растения и некоторые водоросли. Среди животных сапрофитами (сапрофагами) являются жуки – мертвоеды, навозники, дождевые черви, гиены, грифы, вороны и др. Сапрофиты играют значительную роль в круговороте веществ, выполняя функцию редуцентов.

Синэкология – раздел экологии, исследующий взаимоотношения сообществ и экосистем.

Среда – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Стенобиоты – экологически маловыносливые виды.

Сукцессии – последовательная смена одного биоценоза другим.

Сукцессия вторичная – восстановление экосистемы, когда – то уже существовавшей на данной территории.

Скиофиты – тенелюбивые растения (тис, пихта, ель, бук, граб) в лесах умеренного пояса. Скрубберы – аппарат для промывки жидкостью газов в целях извлечения из них отдельных компонентов.Сухие пылеуловители – это инерционные системы, к которым относятся центробежные обеспыливающие системы (циклоны), ротационные, вихревые, радиальные пылеулавливатели, в них происходит действие сил гравитации и инерции. Наиб. эффективн. считаются ротационные пылеуловители.

Термофилы(теплолюбивые организмы) – организмы, приспособленные к обитанию в условиях постоянно высоких температур (горячие источники, саморазогревающиеся субстраты-навоз, влажное сено).

Флуктуации численности – колебания численности организмов сезонные и годовые, вызванные абиотическими факторами, повторяющиеся.

Фитоценоз – широколиственные леса в 5-6 ярусов, имеют вертикальное ярусное строение.

Фотопериодизм – реакция организма на суточный ритм солнечной энергии (света), т.е. на соотношение светлого и тёмного периодов суток.

Хемосинтезирующие организмы – автотрофные микроорганизмы, ассимилирующие органические соединения путём хемосинтеза. К ним относят серобактерии (окисляют сероводород, получая питательные вещества для организмов рифтовых зон океана), нитрифицирующие бактерии (превращают аммиак в нитраты и нитриты), железобактерии, водородные бактерии и др. Эти организмы играют существенную роль в биогеохимических круговоротах химических элементов в биосфере.

Эдификаторы (строители) – без которых виды жить не могут (растения-ель, сосна, кедр, ковыль, редко животное-сурок).

Экспоненциальный рост численности – рост численности особей в неизменяющихся условиях.

Экологическая ниша – положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экология ( от греч. – дом, жилище и наука) – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и окружающей средой.

Экология – это особый общенаучный подход к исследованию проблем взаимодействия организмов, биосистем и среды (экологический подход).

Экология – комплексная наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии ее и общества.

Экологическая культура – способ социоприродного существования человека, выражающий единство человека и природы, развертывающееся в освоении человеком предметов и процессов природы, ставшими средствами жизни для человека, которое осознается им в историческом и индивидуальном развитии.

Экосистема – любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно – следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.

geographyofrussia.com

Экология — это… Что такое Экология?

Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).

Эрнст Геккель — экологический плакат

Определения

Эрнст Геккель, автор термина «экология»

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.

Классическое определение экологии[1]: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.

Вот некоторые возможные определения науки «экология»:

  • Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.[2]
  • Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.
  • Экология — наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах

Сложности определения экологии

  • Неопределённость границ дисциплин и взаимоотношения со смежными дисциплинами
  • Неустоявшиеся представления о структуре дисциплины.
  • Деление экологии на общую экологию и частную экологию
  • Подразделение экологии на четыре отдела — экологию особей, популяций, биогеоценозов и экосистем
  • Место экологии популяции при разделении на аутэкологию и синэкологию
  • Различия в терминологии между экологами растений и экологами животных.

История науки

Дюны на озере Мичиган, Индиана, который стимулировали развитие теории Cowles Сукцессии.

Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии.

Античность

Первые описания экологии животных можно отнести к индийским и древнегреческим трактатам:

  • Индийские трактаты «Рамаяна», «Махабхарата» (VI—I века до н. э.) — Образ жизни зверей (более 50 видов), места обитания, питание, размножение, суточная активность, поведение при изменениях природной обстановки.
  • Аристотель — «История животных» — экологическая классификация животных, среда обитания, тип движения, места обитания, сезонная активность, общественная жизнь, наличие убежищ, использование голоса.
  • Теофраст — даны основы геоботаники, а также описано приспособительное значение изменений в окраске животных.
  • Плиний Старший — «Естественная история» — представлен экономический характер зооэкологических представлений.

Древние греки в целом представляли себе жизнь как нечто, не требующее понимания и адаптации, что близко к современным экологическим представлениям[3].

Новое время

В Новое время, которое характеризуется подъёмом в области научного знания, экологические закономерности выявлялись учёными-энциклопедистами, зачастую весьма далекими от биологии в своих основных исследованиях.

  • Р. Бойль — им проведён один из первых экологических экспериментов — влияние атмосферного давления на животных, стойкость к вакууму водных, земноводных и др. пойкилотермных животных.
  • Антони Ван Левенгук — описание пищевых цепей, регулирование численности популяций.
  • Дэрем — «Физико-теология» (1713) — в этой работе впервые описан термин баланс в смысле регуляции численности животных.
  • Р. Брэдли — впервые экология описывается количественно — роль воробьиных птиц в истреблении вредных насекомых.
  • Рене Реомюр — «Мемуары по естественной истории насекомых» — рассматриваются количественные климатические факторы — постоянство суммы средних дневных температур в тени для сезонного периода в жизни организмов.
  • К. Линней — «Экономия природы», «Общественное устройство природы» — описана концепция равновесия в природе, применён системный подход к природе, оценено ведущее влияние климатических условий, описаны фенологические наблюдения — гибель одних организмов как средство для существования других, сравнение природы с человеческой общиной.
  • Ж. Бюффон — «Естественная история» — описано влияние факторов среды, исследования по популяционной экологии — влияние климата, характера местности и других внешних условий на популяции. Описан рост численности некоторых животных в геометрической прогрессии.
  • С. П. Крашенинников (1713—1755) «Описание земли Камчатки» (1755) — частная экология животных, описание растений, образ жизни.
  • И. И. Лепёхин «Дневные записки путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепёхина по разным провинциям Российского государства», перевод Бюффона. Биологические характеристики зверей и птиц. Зависимость существования и географического распределения животных от климатических условий и растительности Зависимость численности, распределения, плодовитости и миграций белки, кедровки и прочих от урожая кедровых орехов и других хвойных пород.
  • Петер Симон Паллас «Путешествия по различным провинциям Российского государства», «Zoographia rosso-asiatica» — экологический подход к изучению животных (влияние внешних условий на животную жизнь). Климатология и физическая география, описание частной экологии грызунов. Программа наблюдений периодических явлений в популяциях животных.
  • В. Ф. Зуев (ученик П. С. Палласа) «Начертания естественной истории» — первый в России школьный учебник. Описания экологии белки.
  • Э. Циммерман — Зоогеография (1777) — Зависимость распространения млекопитающих от климата как по причине его прямого влияния, так и через растительность, как важнейший источник пищи для животных.
Первая половина XIX века
  • Ж. Б. Ламарк — «Философия зоологии» — Описано взаимодействия организм — среда.
  • Т. Фабер «О жизни птиц далекого севера» (1825) — экология птиц.
  • Константин Глогер — 1833 Правило Глогера (географические расы животных в тёплых и влажных регионах пигментированы сильнее, чем в холодных и сухих регионах), заложены начала современной зоогеографии. Влияние климата на птиц — поведение, выбор местообитания, степень оседлости, окраску.
  • В. Эдвардс — «Влияние физических агентов на жизнь» (1824) — сравнительная экологическая физиология. Эксперименты по влиянию температуры и водной среды на развитие головастиков лягушки. Влияние температуры, влажности, света и др. на дыхание, кровообращение, температуру, рост тела у рыб, земноводных, рептилий, птиц, зверей, человека.
  • Спейн (1802) — эксперименты с длиной светового дня и яйценоскостью кур.
  • Е. П. Менетрие — изучение вертикального распределения животных в горах Кавказа.
  • Г. Бергхаус — «Всеобщий зоологический атлас» (1851) — сочетание климатических условий и биотических отношений. Зоогеографическое районирование на основе распространения хищных млекопитающих (хищники интегрируют совокупное воздействие элементов природы).
  • Ш. Морран (1840) — закрепление понятия «Фенология».
  • К. Хойзингер (1822) — разделение зоологии на зоографию и зоономию. Изучение причин и законов возникновения и существования отдельных животных и всего животного царства.
  • Генрих Георг Бронн (1850) — «Экономия животных»
  • Э. А. Эверсманн (1794—1860), М. Н. Богданов — «Естественная история Оренбургского края» (1840—1866) — географическая зональность смены ландшафтов на основе изменений характера почвы. Биоценотические отношения между животными. Экологический оттенок в описаниях групп животных. Оценка экономического значения животных. Характеристика пустынных экосистем — бедность фауны при обилии особей. Прообраз в описаниях грызунов, как представителей R-стратегов. Морфологические приспособления к условиям обитания — тушканчики на разных грунтах, адаптивное строение и добывание пищи у дятлов. Экономия природы.
  • К. М. Бэр — экспедиция на Новую Землю. Основы современной теории динамики популяций рыб.
  • А. Ф. Миддендорф — «Путешествие на север и восток Сибири», «Сибирская фауна» — зоологическая география. Природа, как единое целое. Ландшафтно-экологический подход. Экоморфология и её приспособительное значение. Изопиптезы. Сезонные миграции птиц. Значение кочёвок птиц и зверей. Экология леммингов. Влияние полярного дня на морфофизиологические функции. Криптическая роль окраски. Сопряженность ареалов.
  • К. Ф. Рулье и Н. А. Северцов — основоположники российской экологии животных:
Карл Францевич Рулье — лекция «Жизнь животных по отношению к внешним условиям» (1852). Экологическая концепция, метод экологического изучения животных.
Прямые и обратные явления жизни. Внутривидовые и межвидовые отношения животных. Существование общин (популяций). Проблема адаптации, морфобиологические особенности: жизненные формы животных, экологическая морфология, зоопсихология. Термины: зооэтика — зоогнозия, зообиология = этология Сент-Илера (от Милля).
Н. А. Северцов «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» — синэкологический аспект. Методический аспект — эколого-географический метод. Необходимость биоценологического подхода «местные мелкие фауны»: «Каждое явление мы изучаем у всех животных, у которых заметили его. Порядок в описании явлений определяется их естественной последовательностью — от весны до весны, только явления линяния отделены от прочих, современных им».
«Путешествие натуралиста вокруг света». Экономия природы. Объяснение паразитизма кукушки. Гибель крупных животных от катастрофических причин. Теория происхождения коралловых рифов.
«Происхождение видов». Синэкологические взаимоотношения, как наиболее важные. Классификация взаимоотношений организмов. Продуктивность и состав сообществ. «Прочно укоренившееся заблуждение — считать физические условия за наиболее важные». Демография популяций. Синэкология: Взаимосвязь кошки — мыши — шмели-клевер и его ареал. Роль птиц в расселении семян — количественные исследования. Адаптивное строение цветка энтомофильных орхидей. Эколого-морфологический анализ челюстного аппарата гусеобразных.
  • Э. Геккель и формирование экологии как особой отрасли науки:
«Всеобщая морфология организмов». Биология делится на: морфологию (биостатику) и физиологию (биодинамику), а для узкого понимания термина биологии мы вводим термин экология, синоним — биономия — «Общие основы науки об органических формах, механически основанной на теории эволюции, реформированной Чарлзом Дарвином».
Экология — наука об экономии, об образе жизни, о внешних жизненных отношениях организмов друг с другом и т. д. (1 глава) = этологии Сент-Илера, хотя сам Геккель этого не знал.
Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования (19 глава). Экология — физиологическая дисциплина: форономия (общая физиология) — эргология (физиология функций) и перилогия (физиология отношений) — экология и хорология. Отсутствие обязательной корреляции между плодовитостью, численностью и масштабами географического распространения (глупыш и многие плодовитые виды). Для каждого отдельного вида в экономии природы имеется только определённое число мест (=экологические ниши Элтона). В одном месте может существовать тем большее количество животных индивидов, чем более разнообразна их природа.
Экология животных после Дарвина и Геккеля
  • Форбс (1895) — замечание о понятии науки экология. Определение: наука об отношениях животных и растений к другим живым существам и ко всему их окружающему.
  • К. А. Тимирязев. Противник термина экология (биономия, биология в узком смысле).
  • М. А. Мензбир «Птицы России» — революция в зоологии: экологический подход к составлению систематических зоологических сводок.
  • М. Н. Богданов (1841—1888) «Птицы и звери Черноземной полосы Поволжья, долины средней и нижней Волги» («Биогеографические материалы» 1871) — широко используется понятие биоценоза (введённого К. А. Мёбиусом в 1877 году[4]). Курс лекций зоологии в Петербургском университете с широкой биологической точки зрения, введена концепция саморегуляции биоценоза.

Современная классическая экология

Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности[5].

Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:

  1. Всё связано со всем
  2. Ничто не исчезает в никуда
  3. Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.
  4. Ничто не даётся даром (вольный перевод — в оригинале что-то вроде «Бесплатных обедов не бывает»)

Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.

В 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:

  • Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).
  • Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.
  • Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.

Также выделяют геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека, антэкологию и др.
В связи с многогранностью предмета и методов исследований в настоящее время некоторые ученые рассматривают экологию как комплекс наук, который изучает функциональные взаимосвязи между организмами (включая человека и человеческое общество в целом) и окружающей их средой, круговорот веществ и потоков энергии, делающих возможность жизнь[6].

Связи экологии с другими науками

Экология, как комплекс наук, тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, эпидемиология, биогеохимия.

Методология экологии

Методологический подход к экологии как к науке позволяет выделить предмет, задачи и методы исследований.

Объекты исследования экологии — в основном, системы выше уровня отдельных организмов: популяции, биоценозы, экосистемы, а также вся биосфера. Предмет изучения — организация и функционирование таких систем.

Главная задача прикладной экологии — разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе сформулированных общих закономерностей организации жизни.

Методы исследований в экологии подразделяются на полевые, экспериментальные и методы моделирования.

Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания.

Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, по выработанной программе в стационарных лабораторных условиях.

Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой

Учёные

Следующие люди внесли существенный вклад в представление об эволюции и экологии:

  • Валдас Адамкус
  • Владимир Вернадский
  • Эрнст Геккель
  • Виктор Горшков
  • Зимов, Сергей Афанасьевич
  • Иоганзен, Бодо Германович
  • Фредерик Клементс
  • Барри Коммонер
  • Кочуров, Борис Иванович
  • Лачинов, Дмитрий Александрович
  • Бьорн Ломборг
  • Мёбиус, Карл Август
  • Мюри, Адальберт-Адольф
  • Юджин Одум
  • Эрик Пианка (англ. Eric Pianka)
  • Раменский, Леонтий Григорьевич
  • Реймерс, Николай Фёдорович
  • Скоу, Йоаким Фредерик
  • Сукачёв, Владимир Николаевич
  • Уиттекер, Роберт Хардинг
  • Шварц, Станислав Семёнович

Специализированные журналы

Подробнее по этой теме см.: Категория:Журналы по экологии.

В культуре

См. также

Примечания

  1. Геккель (1866). Общая морфология организмов. нем. Generalle Morphologie der Organismen
  2. Это определение Э. Геккеля написано во времена, когда экология была ещё исключительно биологической наукой. Нынешнее понимание экологии шире.
  3. Benson, K. R. (2000). «The emergence of ecology from natural history». Endeavor 24 (2): 59–62. DOI:10.1016/S0160-9327(99)01260-0. PMID 10969480.
  4. K. A. Möbius. Die Auster und die Austernwirthschaft. — 1877.
  5. Ч. Элтон. Экология животных. — М. СПб.: Биомедгиз, 1934. — 82 с.
  6. Ахатов А. Г. / Akhatov A.G. Экология. Энциклопедический словарь / Ecology. Encyclopaedic Dictionary. — Казань=Kazan, ТКИ, Экополи, 1995. — С. 286—287. — 5000 экз. — ISBN 5-298-00600-0

Литература

  • Ахатов А. Г. Экология. Энциклопедический словарь.=Akhatov A.G. Ecology. Encyclopaedic Dictionary.- Казань=Kazan, ТКИ, Экополис, 1995. — 368 с. (тираж 5000), ISBN 5-298-00600-0
  • Ахатов А. Г. Экология и международное право.=Ecology & International Law.- М.: АСТ-ПРЕСС, 1996. — 512 с. (тираж 1000), ISBN 5-214-00225-4
  • Одум, Юджин, Экология. 2 тома. — М.: Мир, 1986
  • Одум, Юджин, Основы экологии. — М., 1975—740 с. Пер. с англ. изд., 1971.
  • Будыко, Михаил Иванович, Глобальная экология. — М., 1972. — 327 с.
  • Пианка Эрик. Эволюционная экология. — М.: Мир, 1981. — 399 с.
  • Begon, M.; Townsend, C. R., Harper, J. L. (2006). Ecology: From individuals to ecosystems. (4th ed.). — Blackwell. ISBN 1-4051-1117-8.

med.academic.ru

Экология: понятие и содержание

Экология (в переводе с греческого означает жилище, дом) – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой обитания. Оформление экологии как науки (в данном случае биологической) относится к 1866 г. Основоположником экологии как самостоятельной науки явился Э. Геккель (1834-1919 гг.), немецкий учёный, естествоиспытатель, последователь эволюционного учения Ч. Дарвина. Он первым ввёл в науку термин «экология» как познание «экономики природы». Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе. Во второй половине ХIХ столетия содержанием экологии являлось главным образом изучение образа жизни животных и растений, их адаптивность к климатическим условиям.

Источники экологических знаний прослеживаются ещё с древности, содержатся в научных трудах Гиппократа, Аристотеля, Лукреция, Плиния. В ХVII веке был проведен первый экологический эксперимент известным английским химиком Р. Бойлем. Бойль исследовал влияние низкого атмосферного давления на различных животных.
В России основоположником отечественной экологии по праву считается К.Ф. Рулье (1814-1858 гг.). С середины ХХ в. всё большее значение приобретают исследования в области изучения биосферы, начатые В.И. Вернадским (1863-1945 гг.) ещё в 20 е гг. ХХ в. Быстро растёт дочерняя область экологии – наука об окружающей среде с её прикладными отраслями. Экология оказывается в центре острых общечеловеческих проблем. В ХХ веке сформировался новый подход в понимании экологии, который не сводил экологию к изучению организменного уровня природы, а включал так же социальный уровень организации жизни. Ярким представителем такого подхода выступает американский учёный Ю. Одум.

Структура современной экологии

Становление социальной экологии как самостоятельной науки

Цель, задачи, предмет исследования экологии

Экологические законы

Глобальные экологические проблемы

Среда обитания человека

Изменение генофонда

Значение продуктов питания в сохранение генофонда человека. Генетически моделированные продукты питания (ГМП)

Заболевания, вызванные загрязнением кадмием

Заболевания, вызванные загрязнением ртутью

Заболевания, вызванные загрязнением свинца

Пищевые добавки

Адаптация человека к среде обитания

Понятие жилой, рабочей среды

Экологическое нормирование

Воздействие атмосферного воздуха на здоровье человека

Качество воздуха г. Кемерово

Методы очистки атмосферного воздуха

Экологический менеджмент

Основные признаки техногенного типа развития

Концепция устойчивого развития и экологические ограничения

Экологическое управление

Экологический мониторинг

Экологическая экспертиза

Стратегия экологической безопасности

Международный аспект охраны окружающей среды

Принципы международного экологического сотрудничества

Реализация экологических принципов

Экологические программы Кузбасса

История развития экологической культуры. Особенности экологической культуры.

Структура экологической культуры

Значение экологической культуры для специалиста

Экологическая этика

Методы очистки сточных вод

Словарь экологических терминов и понятий

geographyofrussia.com