Экология Этот термин ввёл в 1866 году

Экология • Этот термин ввёл в 1866 году Эрнст Геккель, немецкий биолог-эволюционист, автор биоэнергетического закона.

Способы распространения семян

Разделы экологии Их содержание факториальная экология Учение о факторах среды и закономерностях их действия на организмы Экология организмов, или аутэкология Взаимодействия между отдельными организмами и факторами среды или средами жизни Популяционная экология, или демэкология Взаимоотношения между организмами одного вида (в пределах популяций) и средой обитания. Экологические закономерности существования популяций Учение об экосистемах (биогеоценозах), или синэкология Взаимоотношения организмов разных видов (в пределах биоценозов) и среды их обитания как единого целого. Экологические закономерности функционирования экосистем Учение о биосфере (глобальная экосистема) Роль живых организмов (живого вещества) и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании

• Фанерофиты(от греч. phaneros — открытый) — почки зимуют или переносят засушливый период открыто достаточно высоко над землей (выше 50 см) и не закрываются снегом, например, вечнозеленые и листопадные деревья. • Хамефиты (от греч. chamai - на земле и phyton - растение) , растения, у которых почки возобновления находятся у поверхности почвы (на высоте 20 -30 см) и часто зимуют под снегом. Кустарнички (брусника, черника) и полукустарнички. Характерны для холодного климата. • Гемикритофиты (от греч. hemi- — полу-, kryptos — скрытый и. . . фит) , жизненная форма растений, у которых почки возобновления в неблагоприятный для вегетации период года сохраняются на уровне почвы (иногда чуть выше) и защищены чешуями, опавшими листьями и снежным покровом. • Геофиты (сухопутные растения с подземными почками возобновления), например, луковичные • Терофиты (эти растения не имеют почек возобновления, живут один сезон (однолетники), возобновляются только из семян) • Гидрофиты • Криптофиты (от греч. kryptos — скрытый) - имеют «скрытые» , спрятанные почки возобновления

• Пирофиты — группа растений, устойчивых к воздействию огнём: пожары прореживают их крону, но способствуют их развитию удобряя почву пеплом. Самое известное из таких растений — ясенец белый (Dictamnus albus). . .

• Фильтраторы, водные животные, питающиеся мелкими планктонными организмами или взвешенными частицами (детрит), отцеживаемыми из воды. Активные фильтраторы (многие ракообразные, оболочники, беззубые киты и др. ) сами создают ток воды через наружные или находящиеся внутри тела фильтрационные приспособления при помощи движения ресничек, конечностей, сокращения мускулатуры и т. п. Пассивные фильтраторы используют течения. Например, у морских лилий их расправленные лучи с многочисленными перистыми выростами образуют сложную фильтрующую сеть, неподвижно ориентированную навстречу течению. Фильтрация часто сочетается с улавливанием оседающих частиц (седиментаторы). К фильтраторам относятся многие представители морской и пресноводной фаун. Некоторые фильтраторы (например, мидии) играют большую роль в очищении морской воды от мути в прибрежных районах. Фильтраторы: губкабодяга, тридакна, дафния

• Тридакна Губка - бодяга

• Фотопериодизм — реакция живых организмов (растений и животных) на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток (фотопериодами). • У животных Ф. контролирует наступление и прекращение брачного периода, плодовитость, осенние и весенние линьки, переход к зимней спячке, миграции и мн. др. Он генетически обусловлен и связан с биол. ритмами (циркадными). • Животные условно разделяются на «длиннодневных» (активны летом) и «короткодневных» (активны зимой). Знания в этой области позволяют управлять развитием животных, прогнозировать изменения численности их популяций в течение года.

• У длиннодневных растений и животных увеличивающиеся весенний и раннелетний дни стимулируют ростовые процессы и подготовку к размножению. Укорачивающиеся дни второй половины лета и осени вызывают торможение роста и подготовку к зиме (рис. 66). Так, морозостойкость клевера и люцерны гораздо выше при выращивании растений на коротком дне, чем на длинном. У деревьев, растущих в городах близ уличных фонарей, осенний день оказывается удлиненным, в результате у них задерживается листопад и они чаще подвергаются обморожению.

• Как показали исследования, короткодневные растения особенно чувствительны к фотопериоду, так как длина дня на их родине меняется в течение года мало, а сезонные климатические изменения могут быть очень значительными. Тропические виды фотопериодическая реакция подготавливает к сухому и дождливому сезонам. Некоторые сорта риса в Шри-Ланке, где общее годовое изменение длины дня составляет не более часа, улавливают даже ничтожную разницу в световом ритме, что определяет время их цветения.

Кремний накапливают: • Стеклянные губки • Диатомовые водоросли • Радиолярии

Закон минимума Либиха распространяется на все абиотические и биотические факторы, влияющие на организм. Такими факторами могут быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника или паразита. Сформулированный закон применим как к растениям, так и животным. Закон толерантности Шелфорда - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха. Формулировка: "лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору". Закон толерантности дополняют положения американского эколога Ю. Одума: Ø организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий диапазон в отношении другого; в организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены; Ø диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов, если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма; многие факторы среды становятся ограничивающими (лимитирующими) в особо важные (критические) периоды жизни организмов, особенно в период размножения. Ø оптимальные значения экологических факторов для организмов в природе и в лабораторных условиях (в силу существенной их изоляции), зачастую, оказываются различными (гипотеза компенсации экологических факторов); что тесно связано с различением фундаментальной и реализованной экологической ниши;

• Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии используют приставки стено- (от греч. stenos -узкий, тесный) и эври- (от греч. eurys - широкий), поли- (от греч. polys - многий, многочисленный) и олиго- (от греч. oligos - немногий, незначительный). (Одум, 1975) • Организмы с широким диапазоном толерантности обозначают приставкой "Эври". Эврибионт - организм, способный жить при различных условиях среды. • С узким диапазоном - обозначают приставкой "Стено". Стенобионт - организм, требующий строго определённых условий среды.

• ПРИНЦИП КОНКУРЕНТНОГО ИСКЛЮЧЕНИЯ , открытая Г. Ф. Гаузе (1934) закономерность, согласно к-рой два вида со сходными экологич. требованиями не могут длительное время занимать одну и ту же экологич. нишу; экологическое разобщение, наблюдаемое при конкуренции тесно связанных или сходных в иных отношениях видов в отсутствие хищничества. Не имеет абсолютного характера. В литературе П. к. и. известен и как “правило Гаузе”, “закон Гаузе”, “принцип экологической несовместимости”, “принцип Лотки-Вольтерры”

• ПОПУЛЯЦИЯ (от лат. populus — народ, население) — группа особей одного вида, населяющая определенную территорию. Основными характеристиками популяции являются: численность, размер ареала, генофонд и генотипическая структура. Большинство популяций создается за счет свободного скрещивания особей (панмиксии), т. е. свободного обмена информацией между членами популяции. Такие популяции называются открытыми, и к ним относятся популяции раздельнополых растений и животных и растений-перекрестников. Наряду с этим существуют закрытые популяции, в которых обмена информацией между разными особями не происходит (растения самоопылители, самооплодотворяющие животные, облигатные апомикты), и промежуточные (нестрогие самоопылители, факультативные апомикты) с ограниченным потоком информации. Важнейшее свойство популяции — способность сохранять свою структуру в ответ на действие факторов внешней среды (генетический гомеостаз). Популяция считается основной единицей

• Различают половую, возрастную, генетическую, пространственную и экологическую структуру популяций. • Половая структура популяции представляет собой соотношение в ней особей разного пола. • Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений. • Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и разнообразием генотипов, частотами вариаций отдельных генов — аллелей, а также разделением популяции на группы генетически близких особей, между которыми при скрещивании происходит постоянный обмен аллелями. • Пространственная структура популяции - характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале. Пространственная структура популяций заметно различается у оседлых и кочующих или мигрирующих животных. • Экологическая структура популяции представляет собой разделение всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующие с факторами среды. • Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций.

• Целостность биогеоценоза обеспечивается потоками энергии и вещества, связывающими организмы друг с другом и средой их обитания. Солнечная энергия и неорганические вещества среды, аккумулируемые автотрофными организмами, используются в процессе жизнедеятельности всего живого компонента биогеоценоза по цепям и сетям питания.

• Экологическая пирамида • - способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме (см. рис. 1). Может быть трех типов: • 1) пирамида численности - отражает численность организмов на каждом трофическом уровне; • 2) пирамида биомассы - отражает биомассу каждогоитрофического уровня; • 3) пирамида энергии — показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течение определенного промежутка времени.

Правило 10%-это правило экологической пирамиды (закон Линдемана). Оно гласит: На каждое последующее звено пищевой цепи поступает только 10% энергии (массы) , накопленной предыдущим звеном .

Последовательность процессов, вызывающих смену экосистем • Изменение среды обитания в результате действия экологических факторов • Уменьшение ресурсов, необходимых для существования исходных видов • Сокращение численности исходных видов • Заселение среды обитания особями других видов • Формирование новой экосистемы

Агроценоз (агроэкосистема) — искусственная система, созданная в результате деятельности человека. . Примеры агроценозов: парк, поле, сад, пастбище, приусадебный участок Агроценозы как источник загрязнения окружающей среды: • биологического (массовое размножение, вспышка численности насекомых-вредителей), • химического (смыв в водоемы избытка ядохимикатов, удобрений, гибель от ядохимикатов насекомых-опылителей, • изменение фауны почвы под воздействием химических веществ и др. )

Сравниваемая категория Экосистема (биогеоценоз) Агроценоз 1. Направление действия отбора Естественный отбор Искусственный отбор в выбраковывает направлении сохранения нежизнеспособные особи и организмов с максимальной сохраняет приспособленных , т. е. продуктивностью. Естественный отбор, формирует устойчивую отбор ослаблен человеком экосистему 2. Круговорот основных питательных элементов Все ХЭ, потреблённые растениями, животными, возвращаются в почву, т. е. круговорот осуществляется полностью Питательные вещ-ва, ХЭ выносятся с урожаем, т. е. круговорот не осуществляется 3. Видовое разнообразие и устойчивость Большое видовое разнообразие. Устойчивость обеспечивают сложные взаимосвязи организмов. Длинные пищевые цепи, сети. Монокультура. Выращивается, что-то одно. Взаимосвязи организмов не могут обеспечить устойчивость. Короткие пищевые цепи. 4. Способность к саморегуляции, 1. Саморегулируется самоподдержанию и 2. Постоянно самовозобновляетс сменяемости я 3. Способна к сменам сообществ (сукцессия) заболачивание луга, ельник сменяет лиственный лес. Регулируется и контролируется человеком. Он изменяет факторы среды: 1. поливает 2. борьба с сорняками 3. меняет сорта – повысить продуктивность 5. Продуктивность (количество биомассы, создаваемой на единицу площади) Занимая 10% площади суши, производят ежегодно 2, 5 млрд. т сельскохозяйственной продукции; отличаются значительно большей продуктивностью, чем Биомасса экосистем суши превышает продуктивность экосистем Мирового океана в 3 раза; основная продукция биомассы потребляется консументами.

Черты сходства агроценоза и природного биогеоценоза. 1. Являются открытыми системами - поглощают солнечную энергию. 2. Действуют факторы эволюции (искусственный или естественный отбор, борьба за существование, наследственная изменчивость) 3. Состоят из продуцентов, консументов, редуцентов. 4. В обеих системах действует правило экологической пирамиды. 5. В основе сообщества лежат продуценты (автотрофные организмы), непосредственно использующие энергию Солнца для синтеза органических веществ - первое звено в цепи питания. 6. В биогеоценозах любого типа существуют цепи питания.

• Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы: • 1) планктон — организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно передвигающиеся за счет движения воды; • 2) нектон — активно передвигающиеся в толще воды; • 3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.

• Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей — одна из наиболее характерных особенностей биосферы. Биологический круговорот — это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса выполняет и другие функции: • 1) газовая — постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений; • 2) концентрационная — постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания — в неживую природу; • 3) окислительно-восстановительная — обмен веществом и энергией с внешней средой. При диссимиляции окисляются органические вещества, при ассимиляции используется энергия АТФ; • 4) биохимическая — химические превращения веществ, составляющие основу жизнедеятельности организма.

Охрана природы • Запове дник — участок территории (акватории), на котором сохраняется в естественном состоянии весь его природный комплекс, а охота запрещена. • Зака зник — охраняемая природная территория, на которой (в отличие от заповедников) под охраной находится не природный комплекс, а некоторые его части: только растения, только животные, либо их отдельные виды, либо отдельные историко-мемориальные или геологические объекты. • Национа льный парк — территория, где в целях охраны окружающей среды ограничена деятельность человека. В отличие от заповедников, где деятельность человека практически полностью запрещена (запрещены охота, туризм и т. п. ), на территорию национальных парков допускаются туристы, в ограниченных масштабах допускается хозяйственная деятельность. • Кра сная кни га — аннотированный список редких и находящихся под угрозой исчезновения животных, растений и грибов.

Загрязнение биосферы По характеру возникновения Естественное и антропогенное загрязнение По характеру воздействия Первичное и вторичное загрязнение По масштабу воздействия Локальное, региональное и глобальное загрязнение По объекту воздействия Загрязнение атмосферы, гидросферы, почвы, фауны, флоры, людей.

• Естественное загрязнение биосферы возникает в результате природных, как правило, катастрофических процессов, вне всякого влияния человека на эти процессы (например, извержение вулкана, цунами, селевые потоки и т. п. ); • антропогенное — в результате деятельности человека

Среди антропогенных загрязнений выделяют следующие виды: 1) Механическое загрязнение, т. е. загрязнение биосферы механическими агентами (валуны, хозяйственные постройки), оказывающие неблагоприятное влияние на естественные природные объекты, но, не изменяя при этом химических и физических свойств биосферы. 2) Химическое загрязнение, обусловленное выбросами или сбросами в окружающую среду вредных химических веществ. 3) Физическое загрязнение. При этом данный вид загрязнения подразделяется на: ─ тепловое (повышение температуры воздуха или воды); ─ световое (нарушение естественной освещенности); ─ акустическое (превышение естественного уровня шума); ─ электромагнитное (изменение электромагнитных свойств среды); ─ радиационное (самопроизвольный распад одного химического элемента и преобразование его в элемент с другим порядковым номером, сопровождаемое радиоактивным излучением) 4) Биологическое загрязнение, которое связано с появлением в окружающей среде видов организмов, чуждых данным экосистемам и способных оказать отрицательное влияние на равновесие экосистемы.