ЭКОЛОГИЯ Экология от греч óikos жилище

ЭКОЛОГИЯ

Экология (от греч. óikos — жилище, местопребывание и логос – наука), общебиологическая наука, изучающая закономерности взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой.

Часто экологию определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современная экология интенсивно изучает также проблемы взаимодействия человека и биосферы.

Объектом изучения экологии являются различные уровни организации живого, начиная с организменного уровня.

Экология решает следующие задачи: 1. Исследует закономерности взаимоотношений различных групп организмов (популяций, видов и др. ) с факторами внешней среды и их влияние на среду обитания; 2. Разрабатывает и рекомендует безотходные технологии производства;

3. Изучает взаимоотношения популяций разных видов в биоценозах; 4. Разрабатывает основы рационального использования природных ресурсов человеком, прогнозирует антропогенные изменения среды; 5. Разрабатывает и внедряет биологические методы борьбы с вредителями, болезнями и сорняками.

Методы Полевые Что позволяют изучить Полевые Создание искусственных экологических систем (например, аквариум), на которых изучают влияние отдельных экологических факторов на жизнедеятельность и развитие организмов

Методы Полевые Что позволяют изучить Экспериментальные Это длительное наблюдение за взаимоотношениями в природе, за миграциями животных и т. п. Позволяют изучать конкретное влияние комплекса факторов среды на развитие и жизнедеятельность популяций

Методы Полевые Математическое моделирование Что позволяют изучить Дает возможность прогнозировать развитие экосистем в зависимости от изменений климата и антропогенных воздействий. В основе этих моделей лежит количественный анализ наблюдений многих специалистов: биологов, гидрологов, микробиологов, климатологов и др. Полученные данные обрабатываются и позволяют предсказать реакцию данной экосистемы на воздействия среды и человека на многие годы вперед

Фактор – это движущая сила какого-либо процесса или влияющее на организм условие. Экологические факторы – элементы окружающей среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы.

Классификация экологических факторов: Абиотические Физические Химические Топографические Почвенногрунтовые Биотические Живые организмы

По своему происхождению обе группы могут быть как природными, так и антропогенными. Человек в ходе своей деятельности не только меняет режим природных экологических факторов, но и создаёт новые, синтезируя новые химические соединения, ядохимикаты, удобрения, лекарства, синтетические материалы.

Абиотические факторы : Физические Свет, температура, влажность, осадки, ветер, атмосферное давление, радиационный фон Топографические Особенности рельефа местности Химические Газовый состав атмосферы, соленость воды и почвы Почвенногрунтовые Механический состав почвы, ее влаго- и воздухоемкость

Биотические факторы : Живые организмы Зоогенные (влияние животных) Фитогенные (влияние растений) Микробиогенные (влияние микроорганизмов)

2. Популяции, их характеристики. Биогеоценоз

Популяцией (лат. populus ― народ, население) называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих одну территорию. Согласно определению С. С. Шварца, популяция ― это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Основные свойства популяций: самовоспроизводство Пространственно разобщенные, популяции способны неограниченно долго поддерживать свое существование в данном местообитании. Они являются устойчивыми во времени и пространстве группировками особей одного вида. изменчивость Наборы условий в различных местообитаниях могут несколько различаться. Под влиянием разных условий в отдельных популяциях могут возникать и накапливаться свойства, отличающие их друг от друга. взаимодействия с популяциями других видов Популяции, обитающие в различных участках видового ареала (общей области распространения вида), не живут изолированно.

Пространственное распределение особей Равномерное распределение особей Основные характеристики популяции Случайное распределение особей Распределение особей группами

Численность популяции ― это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Оно никогда не бывает постоянно и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей (либо биомассы) на единицу площади или измеряется в единице объема, занимаемого популяцией. Например, 150 растений сосны на 1 га или 0, 5 г циклопов в 1 куб. м. воды характеризует плотность популяции этих видов.

Примерами плотности популяции могут быть: 500 деревьев на 1 га леса, 5 млн. экз. хлореллы на 1 куб. м. воды или 200 кг рыбы на 1 га поверхности водоема.

Биоценоз (от био… и греч. koinós — общий), совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами среды.

Агроценозы характеризуются следующими признаками: vопределенный видовой состав растений или животных; vобладают определенным типом взаимодействия между организмами, образующими данный агроценоз; vреализуют определенный тип взаимоотношений организмов, образующих агроценоз со средой обитания.

Типы агроценозов: агроценоз состоит из одно или несколько культурных растений (поле пшеницы, вишневый сад, виноградник) агроценоз составляет естественное растительное сообщество, которое обогащается дополнительными видами культурных растений (в естественные луга подсевают зернобобовые и злаковые культуры, обладающие высокой продуктивностью)

Агроценозы и естественные биоценозы имеют ряд различий:

1. ) Характеризуются различием в балансе питательных компонентов В биогеоценозе круговорот питательных элементов осуществляется естественным путем и пополняется за счет процессов, протекающих независимо от деятельности человека. В агроценозе процессы питания интенсифицируются введением минеральных удобрений, борьба с отдельными организмами, нежелательными для агроценоза осуществляется механическим, химическим и биологическими методами, проводимы ми в результате деятельности человека; реализуются мероприятия по искусственной интенсификации круговорота веществ за счет применения севооборота и т. д.

2) Различный характер использования энергии в агроценозах и естественных биоценозах В естественные биоценозы поступает только солнечная энергия и только она составляет основу всех процессов жизнедеятельности в этих экосистемах. В агроценозах «используется» как солнечная энергия, так и энергия, добытая деятельностью человека: освещение в теплицах в темное время суток, механическая энергия машин, затраченная при обработке пашни, энергия, затраченная на производство металлов, изготовление сельскохозяйственного оборудования, на получение минеральных удобрений и средств защиты растений, механическая энергия человека, обрабатывающего агроценоз и т. д.

3) Разные формы отбора и их направленность В естественных биоценозах осуществляется естественный отбор, направленный на выживание, тех организмов, которые в наибольшей степени приспособлены к условиям данной конкретной среды обитания. В агроценозах реализуется искусственный отбор, направленный на получение форм организмов, обладающих наибольшей продуктивностью нужного направления (увеличение урожайности, повышение устойчивости к заболеваниям и др. ).

В агроценозе (например, ржаного поля) складываются те же пищевые цепи, что и в природной экосистеме: q продуценты (рожь и сорняки); q консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы); q редуценты (бактерии, грибы).

По сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы: o имеют ограниченный видовой состав растений и животных; o не способны к самообновлению и саморегулированию ; o подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней; o требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Основная цель создания агроценозов — это получение высоких урожаев и максимального количества высококачественной продукции

Человек в погоне за максимальной выгодой нарушает принцип оптимальности в эксплуатации агроценозов. Так, для целого региона вводили принцип «монокультур» — выращивание хлопчатника на огромных территориях Узбекистана или плодовых садов и виноградников на территории Молдовы.

Биогеоценоз (от био…, гео… и греч. koinós - общий), взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии; одна из наиболее сложных природных систем. В первые был предложен В. Н. Сукачёвым в 1940 г.

Сукачёв Владимир Николаевич 26. 5 (7. 6). 1880 с. Александровка Харьковской губернии 9. 2. 1967 Москва Советский ботаник, лесовед и географ, академик АН СССР, Герой Социалистического Труда

Сукцессия (от лат. successio — преемственность, наследование), последовательная смена одних фитоценозов (биоценозов, биогеоценозов) другими на определённом участке среды. виды сукцессии первичная (на первичносвободных от почвы грунтах) вторичная (на местах разрушенных сообществ, где почва и некоторые живые организмы сохранились)

Глобальным примером сукцессии является подсыхание Аральского моря, которое сопровождается появлением на месте бывшего морского дна новых сообществ растений и животных, включая мелких млекопитающих. Ученые вынесли Аралу неутешительный вердикт: в ближайшие 50 лет обмеление озера продолжится со скоростью 0, 5 -1 метр в год. После этого "море примет форму остаточного горькосоленого водоема, который стабилизируется подземными или остаточными речными стоками". То есть фактически превратится в лужу.

Согласно расчётам учёных, спасти Аральское море уже невозможно. Даже если полностью отказаться от забора воды из Амударьи и Сырдарьи, то прежний уровень воды в нём восстановится не ранее чем через 200 лет.

Хорошим примером первой сукцессии может быть смена способов земледелия: примитивного подсечноогневого на интенсивные. Пустыня Сахара имеет именно такое происхождение. В этом случае процесс социальной сукцессии тесно связан с экологической сукцессией и зачастую представляет собой цепь стадий, заканчивающихся тупиком – доказательством тому служат погибшие цивилизации, оставившие после себя пустыни.

Лесной пожар приводит к смене фитоценозов

3. Пищевые цепи, уровни. Экологические пирамиды.