Основы экологии - Владимир Иванов

а) методы регистрации и оценки состояния среды (например, метеорологические наблюдения, измерения освещенности, мониторинг);

б) методы количественного учета организмов;

в) методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных.

2. Экспериментальные методы. Они позволяют исследовать влияния отдельных факторов среды на жизнедеятельность организмов в лабораторных условиях.

В реальной среде обитания невозможно рассмотреть воздействие на организм или сообщество отдельного фактора, так как они действуют комплексно. Поэтому создаются искусственные модели экосистем, аналогичные естественным.

3. Методы математического моделирования и экологического прогнозирования. Они дают возможность прогнозировать развитие экосистем в зависимости от изменений климата и антропогенных воздействий. В основе этих моделей лежит количественный анализ наблюдений специалистов разного профиля: биологов, геологов, гидрологов, метеорологов, микробиологов и т. д. Эти данные обрабатываются с помощью компьютерных программ, анализируются. В результате их оценки делаются выводы о последствиях того или иного воздействия на экосистему в режиме реального времени или через десятилетия.

Как правило, в экологических исследованиях эти и другие применяемые методы исследований используются совместно или в комплексе.

1.3. Междисциплинарный характер экологии. Ее связь с другими областями естествознания

В последние десятилетия экология фактически вышла за рамки только биологии и переживает колоссальное развитие в различных направлениях.

Современная экология не только изучает законы функционирования природных и техногенных систем, но и ищет пути гармонического взаимоотношения природы и общества. От них зависит не только здоровье людей и их экономическое процветание, но и сохранение человека как биологического вида. Решение экологических проблем требует огромной работы во всех областях науки и техники. Поэтому идеи и проблемы экологии активно проникают в другие научные дисциплины и внедряются в общественное развитие. Этот процесс называется экологизацией.

Современные экологические исследования часто затрагивают научные интересы таких областей знания, как: общая биология, физиология, морфология, география, геология, гидробиология, ботаника, зоология, общая и неорганическая химия, физика, социология, психология, культурология, экономика, технические науки и т. д.

Экология тесно связана с систематикой, которая не может обойтись без экологического критерия, как и экология без объективной номенклатуры организмов для точного определения изучаемых видов.

Существует взаимосвязь современной экологии с эволюционным учением и генетикой. Одним из самых перспективных разделов современной биологии является экологическая генетика как самостоятельный раздел генетики, изучающий процессы взаимодействия генетических факторов и условий внешней среды.

С учетом необходимости экологизации экономики и внедрения рационального природопользования особенно актуальной становится взаимосвязь экологии, охраны окружающей среды и инженерной экологии. Перед ними стоит задача устранения отрицательных последствий вмешательства человека в природные сообщества.

Изучение экологии человека невозможно представить без учета данных нормальной и патологической физиологии, клинической медицины, антропологии, психологии, санитарии и гигиены, гигиены окружающей среды, социологии и демографии, биохимии и, конечно же, комплексного мониторинга здоровья людей определенного региона, административной территории, связанных с тем или иным производством.

Экология человека как биологического вида тесно взаимосвязана как с социальной, так и с медицинской экологией.

1.4. Ключевые слова и понятия

Экология

Биоценоз

Аутэкология

Синэкология

Биосфера

Ноосфера

Экосистема

Демэкология

Мегаэкология

Макроэкология

Общая экология

Эйдоэкология

Методы экологии

Экологизация

1.5. Контрольно-обучающие вопросы

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Термин «биосфера» ввел в биологию:

а) К. Линней;

б) Э. Зюсс;

в) Ж.-Б. Ламарк;

г) Ч. Дарвин;

д) В. Вернадский.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

2. Термин «биогеоценоз» предложил:

а) К. Мебиус;

б) В. Вернадский;

в) В. Сукачев;

г) Е. Варминг;

д) И. Мичурин.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

3. Изучением отдельных популяций занимается:

а) эйдоэкология;

б) аутэкология;

в) демэкология;

г) синэкология;

д) микология.

Впишите НЕДОСТАЮЩИЕ ТЕРМИНЫ

4. Термин «экология» ввел ……….. в ………. году.

5. Экологию растений в 1910 г. на III Ботаническом конгрессе разделили на экологию особей – ………………… и экологию сообществ – …………………

Глава 2

Аутэкологические понятия и законы

Аутэкология – раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельного организма со средой обитания. Ее главной задачей является установление пределов существования особи (организма) и тех пределов физико-химических факторов, которые организм выбирает из всего диапазона их значений. Изучение реакций организмов на воздействия факторов среды позволяет выявить не только эти пределы, но и морфофизиологические изменения данных особей.

2.1. Понятие среды обитания

Совокупность конкретных условий неживой и живой природы, которая окружает организм и с которой он непосредственно взаимодействует, называется средой обитания.

На планете Земля в процессе эволюции живые организмы освоили четыре основные среды обитания: 1) водную; 2) наземно-воздушную; 3) почвенную; 4) живые организмы.

На планете Земля в процессе эволюции живые организмы освоили четыре основные среды обитания.

1. Водная среда обитания (в ней возникла и распространилась жизнь)

Водная среда жизни, или гидросфера, занимает до 71 % площади земного шара.

В водной среде обитает около 150 тыс. видов животных (примерно 7 % от общего их количества на земном шаре) и 10 тыс. видов растений (8 %).

Водная среда имеет ряд специфических свойств: большую плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей и др.

Кроме того, водоемы различаются солевым режимом, скоростью горизонтальных перемещений (течений), содержанием взвешенных частиц. Для жизни придонных организмов имеют значение свойства грунта, режим разложения органических остатков и т. д.

Следовательно, водные организмы должны быть приспособлены к общим свойствам водной среды и к разнообразным частным условиям. Обитатели водной среды, с точки зрения экологии, называются гидробионтами.

Характерной чертой водной среды является ее подвижность даже в стоячих водоемах. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, сильные течения, штормы; в озерах вода перемещается под действием ветра и температуры. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме.

Обитатели водоемов выработали целый ряд приспособлений к подвижности среды. Например, в проточных водоемах встречаются прочно прикрепленные диатомовые водоросли, водяные мхи. У рыб, обитающих в быстро текущих реках, тело в поперечном разрезе почти округлое (форель). Они двигаются обычно навстречу течению. У беспозвоночных животных, обитающих на дне в проточных водоемах, тело сплющено в дорсовентральном направлении, на брюшной стороне имеются различные органы прикрепления к подводным предметам.

2. Наземно-воздушная среда обитания

Организмы, обитающие в наземно-воздушной среде, окружены газообразной средой – воздухом. Воздух характеризуется низкими показателями влажности, плотности и давления, а также высоким содержанием кислорода.

Большинство животных наземно-воздушной среды передвигается по твердому субстрату (почве), а растения укореняются в нем.

Наземно-воздушная среда отличается от других сред жизни:

а) большей интенсивностью света;

б) более сильными колебаниями температуры;

в) значительными изменениями влажности в зависимости от географического положения, сезона и времени суток;

г) движением воздушных масс – ветром.

Условия жизни в наземно-воздушной среде осложняются еще

и погодными изменениями. Погода – это непрерывно меняющееся состояние атмосферы у земной поверхности, до высоты примерно 20 км (граница тропосферы). Изменения погоды проявляются в разном сочетании температуры и влажности воздуха, облачности, осадков, силы и направления ветра и т. д.

Для выживания в наземно-воздушной среде в процессе эволюции у растений и животных выработался целый ряд приспособлений. Например, появились специальные органы дыхания (устьица у растений, легкие и трахеи у животных). Хорошо развились механические и опорные ткани растений, скелет животных; выработались сложные приспособления для защиты от неблагоприятных факторов (смена жизненных циклов, сложное строение покровов, механизмы терморегуляции и др.); установилась тесная связь с почвой; выработалась большая подвижность животных; появилась способность к полету у насекомых и птиц.