Республики казахстан



Сторінка1/24
Дата конвертації18.04.2016
Розмір5.61 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ


Документ СМК 3 уровня

УМКД



УМКД 042-16.1.36/01-2013

УМКД

Учебно-методические материалы по дисциплине «Экология и устойчивое развитие»

Редакция № 4

от 19.09.2013 г.



УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

«ЭКОЛОГИЯ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ»

для всех специальностей








УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей

2013

СОДЕРЖАНИЕ


1 Глоссарий 3


2 Лекции 5

3 Практические и лабораторные задания 154

4 Самостоятельная работа студента 194

5 Лист регистрации 218



1 Глоссарий


Абиотические факторы — факторы неживой природы (космические, геофизические, климатические, пространственные, временные и т.п.), оказывающие прямое или косвенное влияние на живые организмы.

Автотрофы — организмы, способные синтезировать органическое вещество из диоксида углерода, воды и минеральных солей. Источниками энергии для биосинтеза служат свет (у фотоавтотрофов) или окисление ряда неорганических веществ (у хемоавтотрофов).

Агроценоз — сообщество организмов, культивируемых и сопутствующих им в сельском хозяйстве.

Аменсализм — тип межвидовых отношений, при котором в совместной среде один вид организмов подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.

Анабиоз – временная полная приостановка жизнедеятельности организма, связанная с наступлением неблагоприятных условий или с особой фазой индивидуального развития.

Антропогенные факторы — факторы, возникшие в результате человеческой деятельности.

Аутоэкология — экология отдельных особей данного вида; экология вида.

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

Биоаккумуляция — накопление веществ (техногенных загрязнителей) в организмах возрастающих трофических уровней.

Биоген — питательное вещество; биогены, биогенные элементы незаменимые химические элементы, из которых состоит вещество живых организмов, углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор.

Валентность экологическая — (пределы толерантности) характеристика способности вида, популяции существовать в различных
условиях сред.

Гетеротрофы — организмы, питающиеся готовыми органическими веществами.

Гипобиоз — значительное снижение уровня жизнедеятельности при наступлении неблагоприятных внешних условий (например, при зимней спячке животных).

Гомеостаз способность организма или системы организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды.

Дезадаптация — нарушения жизнедеятельности организма, вызванные неполнотой акклимации, невозможностью полностью приспособиться к изменившимся условиям среды.

Депопуляция — уменьшение численности популяции, населения.

Детрит — мертвое органическое вещество, продукты выделения и распада организмов.

Детритофаги — организмы, питающиеся детритом ( сапрофаги).

Диссимиляция — распад сложных органических веществ в организме, сопровождающийся освобождением энергии, которая используется в процессах жизнедеятельности.

Дрейф генов — процесс случайного ненаправленного изменения частоты генов в популяции.

Емкость экосистемы — максимальный размер популяции одного вида, который данная экосистема способна поддерживать в определенных экологических условиях на протяжении длительного времени.

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

Закон минимума (Ю. Либих): биотический потенциал (жизнеспособность, продуктивность организма, популяции, вида) лимитирется тем из факторов среды, который находится в минимуме, хотя все остальные условия благоприятны

Закон необратимости эволюции (Л. Долло): эволюция необратима; организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков.

Закон оптимальности: любая система с наибольшей эффективностью функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

Закон толерантности (В.Шелфорд): факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное (неблагоприятное как минимальное, так и избыточное) значение, ограничивают возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных условий.

Зона аридная — территория или природно-климатическая зона с малым естественным увлажнением засушливая (полупустыни и пустыни).

Зона бореальная — зона лесов умеренного пояса.

Зона гумидная — территория или природно-климатическая зона с высоким

естественным увлажнением (например, дождевые тропические леса).



Зона экологического бедствия территория, где в результате техногенной или природной катастрофы возникла угроза экологического поражения людей из-за деградации естественной среды обитания.

Зоофаги — плотоядные организмы, питающиеся животными других или своих видов (каннибализм).

Консументы — гетеротрофные организмы (в основном животные), потребляющие органическое вещество других организмов растений (растительноядные — фитофаги) и животных (плотоядные — зоофаги).

Коэволюция — параллельная, совместная, сопряженная эволюция человечества и природы.

Ноогенез (ноосферогенез) — процесс формирования ноосферы.

Ноосфера — букв, «мыслящая оболочка», сфера разума; согласно В.И.Вернадскому — качественно новая, высшая стадия развития биосферы под контролем разумной деятельности человека.

Онтогенез — индивидуальное развитие организма; для многоклеточных от оплодотворения яйцеклетки до старения и смерти.

Опустынивание (аридизация) — процесс обеднения растительного покрова, связанный со стойким уменьшением увлажнения территории, превращением ее в аридную зону, при поедании последующим членом цепи предыдущего.

Условий.


Правило Д.Аллена: увеличение выступающих частей тела одного вида или близких видов теплокровных животных (конечностей, хвоста, ушей) при продвижении с севера на юг.

Правило К.Бергмана: у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, размеры тела особей статистически (в среднем) больше у популяций, обитающих в более холодных частях ареала.

«Правило 10%» (правило пирамиды энергий Р. Линдемана): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень (по «лестнице» продуцент — консументы), в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии.

Сукцессия

Техносфера — «техническая оболочка» — искусственно преобразованное пространство планеты, находящееся под воздействием продуктов производственной деятельности человека.

Фенотип — совокупность генетически определяемых признаков и свойств организма.

Фитопланктон — совокупность микроводорослей, мелких растительных организмов, обитающих в толще вод

Фитофаги — растительноядные животные.

Фитоценоз — многовидовое растительное сообщество.

Фотопериодизм — изменения состояния биологических систем, обусловленные естественным ритмом освещенности, сменой дня и ночи, сезонными изменениями длительности светового дня.

Хемосинтез — синтез органических веществ у хемоавтотрофных бактерий, использующих в качестве источников энергии окисление некоторых неорганических веществ.

Эврибионты (эвриэки) — организмы, существующие в широких пределах изменений экологических условий: температуры (эвритермы), влажности (эвригидридные организмы), выбора пищи (эврифаги) и т.п.

Эвтрофикация водоемов — чрезмерное обогащение водной среды питательными веществами.

Экоразвитие — экологически ориентированное социально-экономическое развитие, при котором рост благосостояния людей не сопровождается ухудшением состояния среды обитания и деградацией природных систем (М. Стронг, 1972).

Эктотермы — организмы, температура тела которых мало отличаются от температуры среды обитания и следуют за ее изменениями: низшие организмы, растения, холоднокровные животные.

Эмерджентность — возникновение совершенно новых свойств при взаимодействии двух или нескольких объектов или явлений, свойств, не являющихся простой суммой исходных.

Эндотермы — теплокровные животные птицы и млекопитающие, способные с помощью внутренних механизмов терморегуляции поддерживать относительно постоянную температуру тела, в определенных пределах не зависящую от температуры среды'.

Эдафон — совокупность животного населения почвы воздухом теплового излучения Земли.

2 ЛЕКЦИИ
Лекция 1 .

Тема. Экология и ее роль в реализации концепции устойчивого развития

Цель лекции – сформировать представление об экологии как научной дисциплине и ее роли в поддержании устойчивого развития природы и общества

Ключевые слова – экология, аутэкология, демэкология, синэкология, биосфера, охрана природы, рациональное природопользование, общество, природа, экологический кризис, устойчивое развитие

Вопросы

1 Определение экологии как науки, ее цели, задачи и методы экологии.

2 Разделы экологии: аутэкология, демэкология, синэкология, глобальная экология.

3 Экологические проблемы, их место и роль в современных экономических и политических тенденциях

4 Определение понятия «Устойчивое развитие» и роль экологии в реализации концепции Устойчивого развития.
1 Определение экологии как науки, ее цели, задачи и методы экологии.

Экология (от греч. oikosдом, жилище и logosучение) — наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания. Термин экология впервые ввел немецкий зоолог и эволюционист, последователь Ч.Дарвина Эрнест Геккель (1866). Под термином «экология» он понимал «сумму знаний, относящихся к экономике природы». В 1866 году в работе "Всеобщая морфология организмов" он писал:
“...суммы знаний, относящихся к экономике природы: изучению всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и, прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт".pic1_1

Экология возникла как часть биологии. В настоящее время экология распалась на ряд научных дисциплин, часто далеких от первоначального ее понимания. Отмечается разнообразное толкование содержания термина «экология». Но в любом случае в основе всех современных направлений экологии лежат фундаментальные идеи биоэкологии.

В узком смысле экология (биоэкология) одна из биологических наук, изучающая отношения организмов (особей, популяций, сообществ) между собой и окружающей средой.

Экологическая проблема возникла с появлением человека на земле. В естественный и сбалансированный круговорот вещества в биосфере втиснулся фактор хозяйственной деятельности человека, который неуклонно вносил дисбаланс в окружающую среду по мере своего развития. Геноцид по отношению к животному (римская империя гладиаторский бой), а затем и к растительному миру, постоянное и сильное давление на земельные, водные ресурсы и атмосферу породил тот клубок противоречий, который называется проблемой выживания человечества. Поэтому сейчас существуют различные толкования, содержащие термин "экология", которые представлены в следующей таблице:


Таблица 1 Авторские определения понятия «Экология»



Автор

Определение

1.

Э.Геккель

Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование.

2.

Н.Уэбстер

Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и их средой.

3.

Р.Дажо

Экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и

4.

Э.Макфельден

взаимодействия между организмами и средой, в которой они обитают.

Экология - наука, изучающая популяции, характеризующаяся количественным подходом к исследованию природных явлений.



5.

Е.Одум

Экология - наука о структуре природы, характеризующаяся энергетическим подходом к исследованию природных явлений.

6.

Т.Льюис Л.Тейлор

Экология - это наука о том, как реагируют индивиды, популяции и сообщества популяций на изменение среды.

7.

П.Агесс

Экология - наука не только естественная, она должна включать в себя и другие дисциплины, такие, например, как право, экономика, социология и т.д.

8.

Н.П.Наумов

Экология имеет дело с той стороной, которая обуславливает развитие, размножение и выживание особей, структуру и динамику сообществ разных видов.

9.

С.С.Шварц

Современная экология - это наука о путях приспособления видовых популяций к изменяющимся условиям внешней среды, наука о становлении, преобразовании и развитии видовых популяций, о законах их интеграции в биологические системы более высокого порядка, специфически приспособленные к наиболее эффективному использованию энергии в конкретных условиях среды.

10.

А.С. Данилевский

Экология - наука о структуре и функционировании экологических систем и о механизмах, обеспечивающих их гомеостаз.

11.

Н.Ф.Реймерс

В нынешней ситуации экология в современном расширенном понимании далеко вышла за рамки биологической праматери - биоэкологии. Она превратилась в цикл знания, по общественному значению и внутреннему содержанию равный циклам физико- математических, химико-биологических наук, наук о Земле и общественных наук.


Основными целями и задачами экологии являются:

1. Изучение закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом, а именно:

а) закономерности размещения живых организмов в пространстве;

б) изменение численности организмов;

в) поток энергии через живые системы и круговорот веществ, происходящий при участии живых организмов;

2. Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере, сохранение среды обитания человека и всех живых организмов;

3. Разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами организмов;

4. Регуляция численности живых организмов;

5. Экологическая индикация состояния и загрязнения природных сред.

Все вышеперечисленные задачи направлены на сохранение биологического разнообразия как основного условия устойчивого развития природы и общества


Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и их средой. Главный объект изучения в экологии - экосистемы, представляющие собой единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень), биотических сообществ, т.е. совокупностей популяций (биоценологический уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

При изучении процессов, происходящих в живой природе, экология использует много методов, среди которых главным является наблюдение, сравнение, исторический метод, эксперимент и моделирование.



Метод наблюдения и описания заключается в сборе и описании фактов.

Сравнительный метод основан на анализе сходства и различий изучаемых объектов.

Исторический метод изучает ход развития исследуемого объекта.

Метод эксперимента делает возможным изучать явления природы в заданных условиях.



Метод моделирования позволяет описывать сложные природные явления относительно простыми моделями.

В нынешней ситуации экология в современном расширенном понимании далеко вышла за рамки биологической праматери - биоэкологии. Она превратилась в цикл знания, по общественному значению и внутреннему содержанию равный циклам физико-математических, химико-биологических наук, наук о Земле и общественных наук.

Экология, как научная дисциплина сформировалась лишь в начале ХХв., а в качестве широкого научного направления стала рассматриваться лишь с середины 60-х годов нашего столетия. Выделившись в системе других наук, она и сейчас продолжает развиваться. Современная экология является теоретической основой рационального природопользования.
2 Разделы экологии: аутэкология, демэкология, синэкология, глобальная экология.

Поскольку взаимодействие организмов между собой и окружающей их средой всегда системно, то есть всегда реализуется в форме некоторых систем взаимосвязей, поддерживающих ся обменом вещества, энергии и информации, основным объектом исследования экологии являются экосистемы. Самой крупной в иерархии экосистем является биосфера. Учение о биосфере - это обширная область знания о функционировании и развитии биосферы, включающая в себя целый ряд научных направлений естественнонаучного и общественного профиля.



  • Структуру современной экологии можно представить в виде схемы:



Экология




экология человека прикладная (социальная)!


аутэкология;

синэкология;

демэкология

глобальная

экология

(уч.о биосф)




экология

растений


живых

микроорг/в

гидро-

бионтов



экология суши пресных вод, моря, высокогорий


экология города; народонаселения; личности; экология культура; этноэкология


инженерная; агроэкология медицинская химическая; природо - пользование



Аутэкология - изучает действие различных природных факторов на отдельные особи, исследует индивидуальные связи отдельного организма (особи) с окружающей средой

Демэкология - изучает жизнедеятельность популяции, характер и принципы изменении, притекающих в ней результатов внешних внутренних воздействии.

Синэкология (экология сообществ) - изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем с окружающей средой

Глобальная экология - изучает биосферу, в которой все живые организмы тесно связаны между собой и со своим окружением, изучает закономерности и основы науки о биосфере

В широком смысле экология (глобальная экология) комплексная (междисциплинарная) наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и взаимодействии природы и общества. Задачи глобальной экологии — изучение законов взаимодействия природы и общества и оптимизация этого взаимодействия.



Экология человека - наука о взаимодействии с окружающей природной и социальной средой. Иначе говоря, экология человека - комплексная дисциплина, исследующая общие законы взаимоотношения биосферы и антропосистемы (структурных уровней человечества, его групп и индивидуумов), влияние природной среды (в ряде случаев и социальной среды) на человека и группы людей.

Социальная экология - наука о взаимодействии человеческого общества с природной средой.

Урбоэкология (экология города) - наука о структуре и функционировании городских экосистем и о взаимодействии человека и окружающей городской среды.

Инженерная экология - наука о способах и средствах преодоления разрушения природной среды общественным производством.
3 Экологические проблемы, их место и роль в современных экономических и политических тенденциях
Роль экологических знаний в жизни человека всегда была огромна. В период охоты и собирательства знания об образе жизни животных и растений передавались устно от родителей к детям и обогощались благодаря опыту и наблюдательности. Постепенно люди стали накапливать знания об оптимальных сроках посева и сбора урожая, о свойствах почв и удобрений, о влиянии растений друг на друга, о пищевых потребностях животных и.т.д. Когда экология сформировалась как наука (начало 20 века), ее роль для практики резко возросла. Появилась возможность предсказывать последствия хозяйственной деятельности и давать рекомендации, как развивать сельское хозяйство и промышленность, вести промысел, не истощая природные ресурсы и не нарушая природные сообщества.

Использование человеком природных богатств при полном незнании законов природы часто приводит к тяжелым, непоправимым последствиям. В качестве яркого примера можно привести Аральский кризис. Если государства имеют границы, то у природы их нет. Воздушные массы и воды перемещаются на большие расстояния. Из-за экологической безграмотности и в погоне за сиюминутной выгодой многие не хотят задумываться о будущем, а все наши негативные вмешательства в гармонию природы вернутся бумерангом, и в конце концов пострадает сам человек.

По ходу курса мы познакомимся с современными экологическими проблемами, которые в перечислении Н.Ф.Реймерса (рис.1.9) с уточнениями и добавлениями, представляются следующими:

1. Изменение климата Земли в результате естественных геологических процессов, усиленных тепличным эффектом, вызываемым изменениями оптических свойств атмосферы выбросами в нее главным образом СО, СО2, других газов;pic1_9

2. Замусоривание околоземного космического пространства (ОКП), последствия которого до конца пока не осмыслены, если не считать реальную опасность космическим аппаратам, включая спутники связи, локации поверхности земли и другие, широко использующиеся в современных системах взаимодействия между людьми, государствами и правительствами;

3. Сокращение мощности стратосферного озонового экрана с образованием так называемых “озоновых дыр”, снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации;

4. Химическое загрязнение атмосферы веществами, способствующими образованию кислотных осадков, фотохимического смога и других соединений, опасных для биосферных объектов, включая человека и создаваемых им искусственных объектов;

5. Загрязнение океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения их углекислым газом атмосферы, в свою очередь загрязненной автотранспортом и теплоэнергетикой, захоронения в океанических водах высокотоксичных химических и радиоактивных веществ, поступления загрязнений с речным стоком, нарушения водного баланса прибрежных территорий в связи с регулирования рек;

6. Истощение и загрязнение всех видов источников и вод суши;

7. Радиоактивное загрязнение отдельных участков и регионов с тенденцией его расползания по поверхности Земли;

8. Загрязнение почв вследствие выпадения загрязненных осадков (например - кислотные дожди), неоптимального использования пестицидов и минеральных удобрений;

9. Изменение геохимии ландшафтов, в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу, высокоминерализованных подземных вод и рассолов;

10. Продолжающее накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых и жидких отходов;

11. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения экологических компонентов в прибрежной части суши и моря;

12. Продолжающееся, а местами - усиливающееся опустынивание планеты, углубление процесса опустынивания;

13. Сокращение площади тропических лесов и северной тайги, этих основных источников поддержания кислородного баланса планеты;

14. Освобождение в результате всех вышеуказанных процессов экологических ниш и заполнение ими иными, видами;

15. Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение отдельных регионов, крайняя дифференциация бедности и богатства;

16. Ухудшение среды жизнеобитания в переуплотненных городах и мегаполисах;

17. Исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко все более бедным рудам;

18.Усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации богатой и бедной части населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации, природных экологических катаклизмов.

19. Снижение иммуного статуса и состояния здоровья населения многих стран мира, включая Россию, многократное повторение эпидемий, имеющих все более массовый и тяжелый по последствиям характер.

Вот далеко не полный круг проблем, в решении каждой из которых специалист может найти свое место и дело.
4 Определение понятия «Устойчивое развитие» и роль экологии в реализации концепции Устойчивого развития.
Теория и практика показали, что экологическая составляющая является неотъемлемой частью человеческого развития. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Устойчивое развитие (англ. sustainable development - поддерживаемое развитие) - такое развитие общества, при котором улучшаются условия жизни человека, а воздействие на окружающую среду остаётся в пределах хозяйственной емкости биосферы, так что не разрушается природная основа функционирования человечества. При устойчивом развитии удовлетворение потребностей осуществляется без ущерба для будущих поколений.

Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.



Вопросы для самоконтроля

  1. Чем отличаются первоначальные и современные определения экологии как науки?

  2. Чем обусловлены эти отличия?

  3. Что такое экологизация знаний и чем она обусловлена? Экологизация относится только к научным дисциплинам или также и к практической деятельности?

  4. Можете ли вы аргументировать ваше предпочтение антропоцентристского (технологического) или экоцентристского подхода к взаимоотношениям человека и природы?

  5. С какими небиологическими научными дисциплинами связана
    современная экология? Приведите пример практической связи.

  6. Почему в современной экологии особенно важен системный подход? Приведите пример его прикладного применения.

  7. Как соотносятся глобальные экологические проблемы и экологические проблемы Казахстана?

  8. Согласны ли вы с тем, что в задачи современной экологии входит формирование новой идеологии, нового мировоззрения, новой стратегии выживания человечества?


Рекомендуемая литература

Основная


1. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский «Экология» Ростов-на Дону, 2001,с.12-21,177-206..

2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с 5-9.


Дополнительная

1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988 ,с. 3-11.


Лекция 2
Тема. Экология особи – аутоэкология. Организм и среда.
Цель лекции – сформировать представление об общих закономерностях действия факторов среды на организмы

Ключевые слова – экологические факторы, абиотические, биотические, антропогенные, лимитирующие факторы, толерантность, стенобионтные и эврибионтные организмы, среды жизни, законы минимума и толерантности.
Вопросы

1 Уровни организации живых организмов.

2 Организм и условия его обитания.

3 Экологические факторы и их классификация.


1. Уровни организации живых систем

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить ее на ряд уровней. Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют сле-дующие уровни:



  1. Молекулярный. На этом уровне проявляются такие процессы жизнедеятельности, как обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации.

  2. Клеточный. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.

  3. Тканевой. Ткань — совокупность структурно сходных клеток, а также связанных с ними межклеточных веществ, объединенных выполнением определенных функций.

  4. Органный. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию или функции.

  5. Организменный. Организм — реальный носитель жизни, характеризующийся всеми ее признаками.

  1. Популяционно-видовой. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему и населяющих пространство с относительно однородными условиями обитания. Вид — совокупность популяций, особи которых способны к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимают определенную область географического пространства (ареал).

  2. Биоценотический. Биоценоз — совокупность организмов разных видов различной сложности организации, обитающих на определенной территории. Если при этом учитываются и абиотические факторы среды обитания, то говорят о биогеоценозе.

  3. Биосферный. Биосфера — оболочка Земли, структура и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов. Необходимо отметить, что биосферный уровень организации живой материи часто не выделяют, поскольку биосфера представляет собой биокосную систему, включающую не только живое вещество, но и неживое Следует отметить, что предсказать свойства каждого следующего уровня на основе свойств предыдущих уровней невозможно, также как нельзя предсказать свойства воды, исходя из свойств кислорода и водорода. Такое явление носит название эмерджентность, т.е. наличие у системы особых, качественно новых свойств, не присущих сумме свойств ее отдельных элементов. С другой стороны, зна-ние особенностей отдельных составляющих системы значительно облегчает ее изучение. Таким образом, в науке вообще, и в экологии в частности, целесообразно оптимальное сочетание двух подходов к познанию окружающего мира — анализа и синтеза. Анализ — расчленение объекта на отдельные составляющие его элементы и их последующее изучение. Синтез — исследование объекта в целом Для упорядочения такого многообразия живых организмов служат систематика, классификация и таксономия. Систематика раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам. Классификация распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп — таксонов. Таксономия раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон — искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства и, в то же время, достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга. В современной классификации существует следующая иерархия таксонов: царство, отдел (тип в систематике животных), класс, порядок (отряд в систематике животных), семейство, род, вид. Кроме того, выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т.д.


2 Организм и условия его обитания.
Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (табл. 4). Водная среда была первой. Затем живые организмы освоили наземно-воздушную среду, создали и заселили почву. Под почвенной средой обитания подразумевают не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части литосферы. Организменную среду освоили паразиты и симбионты.

Водная среда обитания – гидросфера. Вода покрывает 71% площади земного шара и составляет1/800 часть объема суши или 1370 м3. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах – 94-98%, в полярных льдах содержится около 1,2% воды и совсем малая доля – менее 0,5%, в пресных водах рек, озер и болот. Соотношения эти постоянны, хотя в природе, не переставая, идет круговорот воды. В водной среде обитает около 150000 видов животных и 10000 растений, что составляет соответственно всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли. На основании этого был сделан вывод о том, что на суше эволюция шла намного интенсивнее, чем в воде. В морях-океанах, как в горах, выражена вертикальная зональность. Особенно сильно различаются по экологии пелагиаль – вся толща воды, и бенталь – дно.

Толща воды – пелагиаль, по вертикали делится на несколько зон: эпипелигеаль, батипелигеаль, абиссопелигиаль и ультраабиссопелигиаль (рисунок. 2).



image12

Экологические группы гидробионтов. Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны (40000 видов животных) в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит обеднение флоры и фауны морей в сотни раз. Основная масса гидробионтов сосредоточена в поверхностных слоях (эпипелагиаль) и в сублиторальной зоне. В зависимости от способа передвижения и пребывания в определенных слоях, морские обитатели подразделяются на три экологические группы: нектон, планктон и бентос.

Нектон (nektos – плавающий) - активно передвигающиеся крупные животные, способные преодолевать большие расстояния и сильные течения: рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных водоемах к нектону относятся и земноводные и множество насекомых.

Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – совокупность растений (фитопланктон: диатомовые, зеленые и сине-зеленые (только пресные водоемы) водоросли, растительные жгутиконосцы, перидинеи и др.) и мелких животных организмов (зоопланктон: мелкие ракообразные, из более крупных – крылоногие моллюски, медузы, гребневики, некоторые черви), обитающих на разной глубине, но не способных к активным передвижениям и к противостоянию течениям. В состав планктона входят и личинки животных, образуя особую группу – нейстон. Это пассивно плавающее «временное» население самого верхнего слоя воды, представленное разными животными (десятиногие, усоногие и веслоногие ракообразные, иглокожие, полихеты, рыбы, моллюски и др.) в личиночной стадии. Личинки, взрослея, переходят в нижние слои пелагели. Выше нейстона располагается плейстон – это организмы, у которых верхняя часть тела растет над водой, а нижняя – в воде (ряска – Lemma, сифонофоры и др.). Планктон играет важную роль в трофических связях биосферы, т.к. является пищей для многих водных обитателей, в том числе основным кормом для усатых китов (Myatcoceti).

Бентос (benthos – глубина) – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др. На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует. У побережий встречаются цветковые растения зостера, рупия. Наиболее богаты фитобентосом каменистые участки дна.

В озерах зообентос менее обилен и разнообразен, чем в море. Его образуют простейшие (инфузории, дафнии), пиявки, моллюски, личинки насекомых и др. Фитобентос озер образован свободно плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли отсутствуют.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка