Основні екологічні поняття і терміни
ЛЕКЦІЯ № 1
Теоретичні основи охорони навколишнього середовища. Екологія як фундамент соціоекології. Основні екологічні поняття та закони. Вчення про біосферу В.І. Вернадського. Ноосфера
План
Структура сучасної екології
Характеристика екології, її предмет, об’єкт і завдання.
Основні екологічні поняття і закони
Вчення про біосферу В.І. Вернадського. Загальні властивості біосфери, її склад і функціонування.
Проблема побудови ноосфери.
Література : основна
Бачинський Г.О. та ін. Основи соціоекології. К., Вища школа, 1995 р.
Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. К.: Либідь, 1993 р.
Микитюк О.М., Злотін О.З. та ін. Екологія людини.Харків:РВП Оригінал,1997 р.
Додаткова:
Боголюбов С.А. и др. Экология. М.: Знание. 1997.
Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь.- Кишинев: Молд. Сов. Энцикл., 1989. - 408 с.
Микитюк О.М., Злотін О.З. Словник з екології : Українсько-російський-англійський-німецький-французский Харків, ХДПУ, 1995 - 668 с.
Моисеев Н. Человек и ноосфера.- М.: Просвещение, 1981.
Ситник К.М., Брайон А.В., Городецький А.В. Біосфера, екологія, охорона природи. - Київ : Наукова думка, 1987.
Структура сучасної екології
Сучасна екологія є однією з головних, фундаментальних наук про взаємодію живої і неживої природи, новою філософією людства, що перебуває в стадії формування й має відповідати сучасним реаліям у взаємовідносинах населення планети та природи. Це наука про середовище нашого існування, його живі й неживі компоненти, взаємозв’язки між ними: людиною, рослинним і тваринним світом, літосферою, гідросферою та атмосферою.
|
|
|
Об’єктами науки про довкілля або її галузевих підрозділів залежно від рівня досліджень є різні екологічні системи чи елементи екосистем планети.
Головний предмет досліджень - особливості і розвиток взаємозв’язків між живими організмами, угрупованням різних рангів, живою й неживою компонентами екосистем, а також характер впливу природних та антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому.
Основним завданням науки про довкілля є вивчення загального стану сучасної біосфери, причин його формування й особливостей розвитку під впливом природних і антропогенних факторів, або , іншими словами, вивчення закономірностей формування, існування та функціонування біологічних систем усіх рівнів у взаємозв’язку з атмосферою, гідросферою, літосферою та техносферою; прогноз динаміки стану біосфери в часі і просторі, розробка шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й природи, збереження здатності біосфери до самовідновлення, самоочищення й саморегулювання з урахуванням основних екологічних законів.
|
|
|
Основними складовими сучасної науки про довкілля є екологія теоретична і прикладна. Теоретична екологія - найбільш позвинений розділ. До неї входить ряд біоекологічних напрямків, кожен із яких має свої галузі (в залежності від рівня досліджень - аутоекологію, демекологію, синекологію). До теоретичної екології входять біоекологічні науки (екологія мікросвіту, екологія рослин, екологія тварин, екологія людини), а також такі новітні галузі, як біоекологічний моніторинг, основи біоіндикації, теорія заповідної справи, теорія штучних екосистем, палеоекологія, радіоекологія, екологічна токсикологія, рекреація й екологія, еволюційна екологія та інші.
Прикладна екологія включає в себе три основних розділи: геоекологічний, соціоекологічний, техноекологічний, кожен з яких має десятки галузевих підрозділів. Такий розподіл численних сучасних екологічних напрямків є умовним.
Характеристика екології
Сучасна екологія вирішує ряд питань, серед яких:
розробка класифікації екосистем
вивчення функціональної структури екосистем всіх рангів
|
|
|
вивчення факторів, що підтримують сталість (гомеостаз) екосистем
визначення гранично допустимих антропогенних навантажень на екосистеми
розробка основних принципів керування екосистемами і раціонального їх використання
розробка біологічних методів захисту рослин
створення всесвітньої системи збереження генофонду Землі.
Екологія складається з трьох взаємопов’язаних наукових підрозділів: аутекології (екології особин), демекології (екології популяцій) та синекології (екології угрупувань або біоценозів ).
Аутекологія ( екологія особин від англ. out- зовні + екологія ) - розділ екології, що вивчає взаємодію окремих організмів з навколишнім середовищем. За визначенням російського біолога І.М. Сєченова, живий організм - це саморегульований у часі механізм, який є специфічною динамічною системою і тісно пов’язаний зі своїм середовищем обмінним процесом. Організми можуть існувати лише тоді, коли безперервно використовують із середовища потрібні для них хімічні елементи та енергію, які виводять в навколишнє середовище продукти своєї життєдіяльності. Життєве середовище (середовище місцепроживання) - це та частина природи, яка оточує живий організм і з якою він безпосередньо взаємодіє. Пристосування організмів до середовища називається адаптацією. Здатність до адаптації - одна з основних властивостей життя, тому що вона забезпечує саму можливість його існування, можливість організмів виживати і розмножуватись. Адаптація відбувається на рівні виду та організму.
|
|
|
Під екологічними факторами (факторами життєвого середовища) розуміють будь-які елементи або умови навколишнього середовища, які діють на організми і на які останні реагують пристосувальними (адаптивними) реакціями. Екологічні фактори поділяють на абіотичні, біотичні та антропічні. Вони можуть бути або шкідливі для організма, або сприяти виживанню і розмноженню їх.
До абіотичних факторів належать кліматичні (світло, температура, вологість повітря, атмосферні опади, радіоактивне випромінювання тощо), едафічні (механічний та мінеральний склад грунту, гумус, грунтовий розчин, аерація грунтів, лісова підстилка тощо), орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція) та геологічні.
Біотичні фактори - це фактори впливу на організми життєдіяльності інших тварин, рослин та мікроорганізмів. Впливи можуть бути найрізноманітнішими - від дуже сприятливих до різко негативних. Між представниками різних видів організмів, що населяють екосистему, крім нейтральних можуть існувати такі види зв’язків:
- мутуалізм, коли представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному: наприклад, комахи, збираючи нектар, запилюють квітки; мурашки, опікаючи попелиць, живляться їхніми солодкими виділеннями:
- коменсалізм, коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому: наприклад, рибка - прилипайло знаходить захист і живиться біля акули ( мутуалізм і коменсалізм, називають ще симбіозом );
- паразитизм, коли одні істоти живляться за рахунок споживання жи-
вої тканини господарів: наприклад, кліщі, блохи, блощиці, воші, глисти, омела, деякі гриби тощо;
- хижацтво, коли одні організми вбивають інших і живляться ними;
- алелопатія, коли одні організми виділяють речовини, шкідливі для інших: наприклад, фітонциди, що виділяються деякими вищими рослинами, пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів; токсини, що виділяються під час “ цвітіння “ води у водоймищах, отруйні для риби та інших тварин;
- конкуренція - боротьба між представниками різних видів за єжу, воду, повітря, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені і близькі у вимозі до умов середовища види організмів, що конкурують, тобто, чим ближчі екологічні ніші, які вони займають.
Антропічні (антропогенні) фактори - це фактори впливу на організми людської діяльності ( переважно негативного впливу ). До них належать хімічне, радіоактивне та інші види антропогенного забруднення природного середовища, різноманітні фізичні навантаження ( забудова, гірничо-видобувна діяльність, комунікаційні мережі, рекреація тощо ).
Види тварин і рослин здатні переносити значні коливання того чи іншого екологічного фактора - еврибіонтні, а ті, що погано переносять такі коливання, називаються стенобіонтними.
До стенобіонтів можна віднести форель, далекосхідного рябчика, глибоководних риб, орхідеї; до еврибіонтів - колорадського жука, пацюків, вовків, тарганів, очерет, пирій. У межах еврибіонтів та стенобіонтів залежно від конкретного фактора організми поділяють на евритермні та стенотермні (за реакцією на температуру), евригалінні й стеногалінні (за реакцією на солоність водного середовища), еврифоти та стенофоти (за реакцією на освітлення). Слід наголосити, що в природі екологічні фактори діють комплексно. Важливим є також поняття, лімітуючі фактори - такі, рівень (доза) яких наближається до межі витривалості організму, концентрація якого нижча або вища оптимальної. Найчастіше це температура, світло, біогенні речовини, течії та тиск у середовищі, пожежі тощо.
Таким чином, саме екологічні дослідження, пов’язані з визначенням впливу екологічних факторів на існування й розвиток окремих видів організмів, взаємозв’язків організму з довкіллям, є предметом наукового підрозділу екології - аутекології.
Демекологія( екологія популяції ) - підрозділ загальної екології, який вивчає популяції різних видів організмів, що населяють екосистему, їхню взаємодію між собою та з абіотичним середовищем. Популяція - сукупність особин одного виду організмів, що населяють більш-менш однорідну ділянку земної поверхні і певною мірою ізольовані від особин інших популяцій цього виду. Внаслідок цієї ізоляції з часом у кожній популяції розвиваються свої специфічні особливості, які відрізняють їх від інших популяцій даного виду. Зрештою, кожна з таких популяцій може перетворитись на самостійний вид, який втрачає здатність схрещуватись з іншими спорідненими видами.
Кожна популяція займає певну територію або акваторію, розміри якої залежать від багатьох причин: наявності умов для існування даного виду, кількості особин у популяції, маси особин тощо. Ареали (площі поширення) популяцій різних видів різко відрізняються. Кожна популяція, як правило, починається з пари або невеличкої групи особин, яка в процесі розмноження займає придатний для виду життєвий простір, заповнюючи відповідну екологічну нішу. Зростання чисельності спочатку йде стрімко, потім сповільнюється, а при досягненні певної чисельності, яка відповідає максимальній місткості даного середовища, настає стабілізація. Подальші коливання чисельності описуються синусоїдою вздовж часової осі. Густина популяції визначається кількістю особин, що припадають на одиницю площі чи об’єму. Сезонні та багаторічні коливання чисельності популяції, а також зменшення або збільшення площі, яку вона займає, називають динамікою популяції. Є популяції стабільні і лабільні. У дрібних тварин та однорічних рослин динаміка популяції велика і залежить від кліматичних умов, наявності ворогів (хижаків, паразитів), кількості та якості їжі. Розселенню та переселенню популяцій сприяють зміни умов навколишнього середовища, вплив хижаків тощо. Умови формування структури й динаміки популяцій якогось виду є предметом вивчення демекології, яка є об’єктом дослідження, виділяє дем - локальну популяцію невеликої кількості, відносно ізольовану від інших на протязі життя декількох поколінь.
Синекологія (екологія угрупувань чи біоценозів) вивчає угрупування організмів, що населяють екосистеми та взаємодію їх з біотичним середовищем існування. Кожна система - єдиний природний комплекс, утворений за довгий період існування живими організмами й середовищем, де всі компоненти тісно пов’язані обміном речовин і енергії - складається з біоценозу та біотопу.
Біотоп - це ділянка поверхні Землі з більш-менш однотипними умовами існування (грунтом, мікроклімати тощо). Біоценоз - це історично складена сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, що населяє певний біотоп. Відповідно до цього кожний біоценоз складається з фітоценозу (угрупування рослин), зооценозу (угрупування тварин) та мікробіоценозу (угрупування мікроорганізмів).
Під видовим складом біоценозу розуміють той набір видів тварин, рослин і мікроорганізмів, який його складає. Разом зі зміною умов існування змінюється видовий склад біоценозу, один біоценоз поступово змінюється на інший. Послідовну зміну одних угрупувань організмів на інші, внаслідок чого формуються біоценози, існуванню яких найбільше відповідають умови середовища, називають сукцесією. Причиною сукцесій є зміни умов середовища. Первинними сукцесіями називають освоєння живими організмами площ, які до цього не були заселені. Біоценози, що змінюють один одного, утворюють серії. Кінцевим етапом їх еволюції є стабільний біоценоз, що перебуває у динамічній рівновазі (гомеостазі) з середовищем. Взаємодія біоценозів з біотопами відбувається через речовинно - енергетичний обмін. Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється внаслідок існування трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення).
Ланцюг живлення - взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела (земної рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні. Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зоопланктоном, останній - дрібною рибою, що є здобиччю великих риб-хижаків, які, в свою чергу, споживаються людиною. Слід зазначити, що у процесі кожного чергового переносу енергії їжі більша частина (80-98%) потенціальної енергії губиться, переходячи в теплоту.
У ланцюгах живлення беруть участь організми трьох трофічних груп: продуценти, консументи та редуценти. Кількість ланок звичайно не перевищує 3-5. Продуценти (автотрофні організми, до яких належать рослини і деякі мікроорганізми ) у процесі фотосинтезу або хемосинтезу перетворюють сонячну променеву енергію на хімічні зв’язки елементів у органічних сполуках ( вуглеводах, жирах, білках ). Консументи (всі тварини, гриби, рослини-паразити - гетеротрофи ) для свого існування споживають органічні речовини, створені продуцентами. Існують консументи І порядку - ті, що живляться безпосередньо рослинами, та консументи ІІ порядку - хижаки. Редуценти (бактерії, гриби і ряд безхребетних тварин) живляться трупами, екскрементами та рослинним опадом і, розкладаючи їх, зумовлюють поступовий перехід органічних сполук у неорганічні.
Основні екологічні поняття і терміни
Термін екосистема у 1935 році запропонував англійський геоботанік А.Тенслі й визначив її як сукупність спільно існуючих організмів (та умов їхнього існування), пов’язаних між собою обміном речовин, енергії та інформації. Або, іншими словами, екосистема - це незалежна й динамічна біолого-фізико-хімічна система, що постійно змінюється.
Екосистеми можуть бути стійкими, з характерними особливостями протягом довгого періоду, й короткочасними. Для кожної системи характерний певний видовий склад, чисельність організмів, біомаса, відповідність певних трофічних груп, інтенсивність процесів продукування й деструкції органічних речовин.
Кожна екосистема має два головних компоненти: автотрофний - організм, що утворює своє тіло з мінеральних речовин і енергії, й гетеротрофний, який живить свій організм готовими органічними речовинами чи істотами.
Склад екосистем: неорганічні речовини, органічні речовини, кліматичні умови, продуценти-автотрофи, гетеротрофи, сапротрофи (руйнують, розкладаючи на органічні речовини).
Умовою існування й нормального функціонування будь-якої екосистеми є наявність усіх ланок трофічного ланцюга.
Кожен вид в екосистемі має своє функціональне місце - екологічну нішу, де він не конкурує з іншими видами за джерело енергії.
Найголовнішою формою функціонування екосистеми є кругообіг речовини, енергії та інформації - процес багаторазової участі речовин в явищах циклічного характеру, що відбуваються в атмосфері, гідросфері й літосфері.
Кругообіг речовин між Світовим океаном і сушею називають геологічним, великим.
Малим кругообігом називають біогеоцентричний кругообіг - багаторазове, циклічне, нерівномірне в часі й незамкнене обернення частини речовин, енергії і інформації в межах елементарних екосистем.
Вирізняють ще біосферний кругообіг речовин - безперервний планетарний закономірний, циклічний процес нерівномірного в просторі й часі перерозподіл речовини, енергії та інформації, які входять до складу екосистем. Завдяки цьому кругообігу в природі забезпечується стабільність життя й успадкованність поколінь усіх живих істот.
Основні екологічні поняття і терміни:
Біосфера - область існування і функціонування живих організмів і продуктів їх життєдіяльності.
Біонти (біотопи) - організми, які в ході еволюції пристосувалися до існування в певному середовищі.
Біосинтез - процесс утворення необхідних організму речовин, який відбувається в його клітинах з участю біокаталізаторів-ферментів.
Біом - сукупність видів живого й оточуючого їх середовища , яка складає екосистему ландшафтно-географічної зони або сектора природного поясу.
Біомаса - кількість живої речовини будь-яких живих істот, виражена в одиницях маси на одиницю площі.
Біотоп - відносно одноманітний за абіотичними факторами середовища простір у межах водної, наземної і підземної частини біофсери, зайнятий одним біоценозом.
Біогеоценоз - однорідна ділянка земної поверхні з певним складом живих організмів і неживих компонентів, поєднаних обміном речовин і енергії в єдиний природний комплекс.
Біоценоз - взаємозв’язана сукупність мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин, що населяють біль-менш однорідну ділянку суші чи водойму й характеризується певними відносинами між собою й адаптацією з довкіллям.
Екосистема - єдиний природний комплекс, утворений живими організмами й середовищем, в якому вони існують і де всі компоненти тісно пов’язані обміном речовин, енергії і інформації.
Гомеостаз - стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, що підтримується регулярним відновленням її основних елементів і речовинно-енергетичного складу, а також постійним функціональним саморегулюванням компонентів.
Вид - сукупність організмів зі спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд.
Популяція - сукупність особин одного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території і протягом багатьох поколінь.
Природнє середовище - все живе й неживе, що оточує організми й з чим вони взаємодіють.
Екологічні фактори - всі елементи природного середовища, які впливають на існування й розвиток організмів і на які живі істоти реагують реакціями пристосування.
Ланцюг живлення - взаємовідносини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела через ряд організмів на більш високі трофічні рівні.
Біогеохімічні цикли - обмін речовиною й енергією різними компонентами біосфери, який зумовлений життєдіяльністю організмів і має циклічний характер.
Екологічні піраміди - піраміди біомаси, чисел чи енергії, які відображають зменшення цих величин від продуцентів до редуцентів у вигляді масштабних пірамід.
Основні екологічні закони :
Закон біогенної міграції атомів (Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні і в біосфері в цілому, відбувається або за безпосередньої участі живої речовини або в середовищі, геохімічні особливості якого зумовлені живою речовиною - і тією, що існує сьогодні, і тією, що діяла на Землі за всю її геологічну історію.
2. Закон 10 % - середньо максимальний перехід з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший, який складає приблизно 10 % енергії і , як правило, не призводить до негативних для екосистем наслідків.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 1165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!