Екологія. Коробкін В.І., Передільський Л.В.

(Документ)

n1.doc

Назва: CD Екологія: електронний підручник. Підручник для ВНЗ

Рік: 2009

Видавництво:КноРус

ISBN: 539000289X

ISBN-13(EAN): 9785390002896

текст взято з електронного підручника

Розділ І. Загальна екологія

ВСТУП. Екологія та короткий огляд її розвитку

1. Предмет та завдання екології

Найбільш поширеним визначенням екології як наукової дисципліни є таке: екологія наука, що вивчає умови існування живих організмів та взаємовідносини між організмами та середовищем їх проживання. Термін «екологія» (від грец. «ойкос»  будинок, житло та «логос»  вчення) був вперше введений у біологічну науку німецьким ученим Е. Геккелем у 1866 р. Спочатку екологія і розвивалася як складова частинабіологічної науки, у зв'язку з іншими природничими науками  хімією, фізикою, геологією, географією, ґрунтознавством, математикою.

Предметом екології є сукупність чи структура зв'язків між організмами та середовищем. Головний об'єкт вивчення в екології  екосистеми,тобто єдині природні комплекси, утворені живими організмами та довкіллям. Крім того, до області її компетенції входить вивчення окремих видів організмів(організмний рівень), їх популяцій,тобто сукупностей особин одного виду (популяційно-видовий рівень), сукупностей популяцій, тобто біотичних угруповань  біоценозів(біоценотичний рівень) та біосферизагалом (біосферний рівень).

Основною, традиційною, частиною екології як біологічної науки є загальна екологія,яка вивчає загальні закономірності взаємовідносин будь-яких живих організмів та середовища (включаючи людину як біологічну істоту).

У складі загальної екології виділяють такі основні розділи:

 аутекологію,досліджує індивідуальні зв'язки окремого організму (види, особини) з навколишнім середовищем;

 популяційну екологію(Демоекологію), в завдання якої входить вивчення структури та динаміки популяцій окремих видів. Популяційну екологію розглядають як спеціальний розділ аутекології;

 синекологію(біоценологію), що вивчає взаємовідносини популяцій, угруповань та екосистем з середовищем.

Для всіх цих напрямів головним є вивчення виживання живих істот у навколишньому середовищі,та завдання перед ними стоять переважно біологічної властивості  вивчити закономірності адаптації організмів та їх угруповань до навколишнього середовища, саморегуляцію, стійкість екосистем та біосфери тощо.

У викладеному вище розумінні загальну екологію нерідко називають біоекологією,коли хочуть наголосити на її біоцентричності.

З погляду фактора часу екологія диференціюється на історичну та еволюційну.

Крім того, екологія класифікується за конкретними об'єктами та середовищами дослідження, тобто розрізняють екологію тварин, екологію рослин та екологію мікроорганізмів.

Останнім часом роль та значення біосфери як об'єкта екологічного аналізу безперервно зростає. Особливо велике значення в сучасній екології приділяється проблемам взаємодії людини з навколишнім середовищем. Висунення першому плані цих розділів в екологічної науці пов'язані з різким посиленням взаємного негативного впливу людини і середовища, що зросла роллю економічних, соціальних і моральних аспектів, у зв'язку з різко негативними наслідками науково-технічного прогресу.

Таким чином, сучасна екологія не обмежується лише рамками біологічної дисципліни, що трактує відносини переважно тварин і рослин із середовищем, вона перетворюється на міждисциплінарну науку, що вивчає найскладніші проблеми взаємодії людини з навколишнім середовищем. Актуальність та багатогранність цієї проблеми, викликаної загостренням екологічної обстановки в масштабах усієї планети, призвела до «екологізації» багатьох природничих, технічних та гуманітарних наук.

Так, наприклад, на стику екології з іншими галузями знань продовжується розвиток таких нових напрямів, як інженерна екологія, геоекологія, математична екологія, сільськогосподарська екологія, космічна екологія тощо.

Відповідно ширше тлумачення отримав і термін «екологія», а екологічний підхід щодо взаємодії людського нашого суспільства та природи визнано основним.

Екологічними проблемами Землі як планети займається інтенсивно розвивається глобальна екологія, основним об'єктом вивчення якої є біосфера як глобальна екосистема. В даний час з'явилися і такі спеціальні дисципліни, як соціальна екологія, що вивчає взаємовідносини в системі «людське суспільство – природа», та її частина  екологія людини(антропоекологія), в якій розглядається взаємодія людини як біосоціальної істоти з навколишнім світом.

Сучасна екологія тісно пов'язана з політикою, економікою, правом (включаючи міжнародне право), психологією і педагогікою, тому що тільки в союзі з ними можна подолати технократичну парадигму мислення і виробити новий тип екологічної свідомості, який докорінно змінює поведінку людей по відношенню до природи.

З науково-практичної точки зору цілком обґрунтовано поділ екології на теоретичну та прикладну.

Теоретична екологіярозкриває загальні закономірності організації життя.

Прикладна екологіявивчає механізми руйнування біосфери людиною, способи запобігання цьому процесу та розробляє принципи раціонального використання природних ресурсів. Наукову основу прикладної екології складає система загальноекологічних законів, правил та принципів.

Виходячи з наведених вище понять та напрямків випливає, що завдання екології дуже різноманітні.

У загальнотеоретичному плані до них належать:

 розробка загальної теоріїстійкості екологічних систем;

 вивчення екологічних механізмів адаптації до середовища;

 дослідження регулювання чисельності популяцій;

 вивчення біологічної різноманітності та механізмів її підтримки;

 дослідження продукційних процесів;

 дослідження процесів, що протікають у біосфері з метою підтримки її стійкості;

 моделювання стану екосистем та глобальних біосферних процесів.

Основні прикладні завдання, які екологія має вирішувати нині такі:

 прогнозування та оцінка можливих негативних наслідків у навколишньому природному середовищі під впливом діяльності людини;

 покращення якості довкілля;

 оптимізація інженерних, економічних, організаційно-правових, соціальних чи інших рішень для забезпечення екологічно безпечного сталого розвитку, насамперед в екологічно найбільш загрозливих районах.

Стратегічним завданнямЕкології вважається розвиток теорії взаємодії природи та суспільства на основі нового погляду, що розглядає людське суспільство як невід'ємну частину біосфери.

В даний час екологія стає однією з найважливіших природничих наук, і, як вважають багато екологів, саме існування людини на нашій планеті залежатиме від її прогресу.
2. Короткий огляд історії розвитку екології

В історії розвитку екології можна виділити три основні етапи.

Перший етап зародження та становлення екології як науки (до 60-х рр. ХIХ ст.). На цьому етапі накопичувалися дані про взаємозв'язок живих організмів із середовищем їхнього існування, робилися перші наукові узагальнення.

У ХVII-ХVIII ст. екологічні відомості становили значну частку багатьох біологічних описах (А. Реомюр, 1734; А. Трамбле, 1744 та інших.). Елементи екологічного підходу містилися в дослідженнях російських учених І. І. Лепехіна, А. Ф. Міддендорфа, С. П. Крашеннікова, французького вченого Ж. Бюффона, шведського дослідника природи К. Ліннея, німецького вченого Г. Йегера та ін.

У цей же період Ж. Ламарк (1744-1829) і Т. Мальтус (1766-1834) вперше попереджають людство про можливі негативні наслідки впливу людини на природу.

Другий етап оформлення екології у самостійну галузь знань (після 60-х рр. ХIХ ст.). Початок етапу ознаменувався виходом робіт російських учених К. Ф. Рульє (1814–1858), Н. А. Северцова (1827–1885), В. В. Докучаєва (1846–1903), які вперше обґрунтували низку принципів та понять екології, які не втратили свого значення і досі. Тому не випадково американський еколог Ю. Одум (1975) вважає В. В. Докучаєва одним із засновників екології. Наприкінці 70-х років. ХІХ ст. німецький гідробіолог К. Мебіус (1877) вводить найважливіше поняття про біоценоз як про закономірне поєднання організмів у певних умовах середовища.

Неоціненний внесок у розвиток основ екології зробив Ч. Дарвін (1809–1882), який розкрив основні чинники еволюції органічного світу. Те, що Ч. Дарвін називав «боротьбою за існування», з еволюційних позицій можна трактувати як взаємини живих істот із зовнішнім, абіотичним середовищем і між собою, тобто з біотичним середовищем.

Німецький біолог-еволюціоніст Е. Геккель (1834–1919) перший зрозумів, що це самостійна і дуже важлива сфера біології, і назвав її екологією (1866). У своїй капітальній праці «Загальна морфологія організмів» він писав: «Під екологією ми розуміємо суму знань, що належать до економіки природи: вивчення всієї сукупності взаємин тварини з навколишнім середовищем, як органічної, так і неорганічної, і насамперед  його дружніх чи ворожих відносин з тими тваринами та рослинами, з якими він прямо чи опосередковано вступає в контакт. Одним словом, екологія  це вивчення всіх складних взаємин, які Дарвін назвав «умовами, що породжують боротьбу за існування».

Як самостійна наука екологія остаточно оформилася на початку ХХ ст. У цей період американський учений Ч. Адамс (1913) створює перше зведення з екології, публікуються інші важливі узагальнення та зведення (В. Шелфорд, 1913, 1929; Ч. Елтон, 1927; Р. Гессе, 1924; К. Раункер, 1929 ін). Найбільший російський вчений ХХ ст. В. І. Вернадський створює фундаментальне вчення про біосферу.

У 30-ті та 40-ті роки. екологія піднялася більш високий рівень у результаті нового підходу до вивчення природних систем. Спочатку А. Тенслі (1935) висунув поняття про екосистему, а пізніше В. М. Сукачов (1940) обгрунтував близьке цьому уявлення про біогеоценоз. Слід зазначити, що рівень вітчизняної екології у 20–40-х роках. був одним із найпередовіших у світі, особливо в галузі фундаментальних розробок. У цей період працювали такі видатні вчені, як академік В. І. Вернадський та В. Н. Сукачов, а також великі екологи В. В. Станчинський, Е. С. Бауер, Г. Г. Гаузе, В. Н. Беклемішев, А. Н. Формозов, Д. Н. Кашкаров та ін.

У другій половині ХХ ст. у зв'язку із забрудненням навколишнього середовища та різким посиленням впливу людини на природу екологія набуває особливого значення.

Починається третій етап(50-ті рр. ХХ ст.  до теперішнього часу)  перетворення екології на комплексну науку, що включає науки про охорону природного та навколишнього людини середовища. З суворої біологічної науки екологія перетворюється на «значний цикл знання, увібравши у собі розділи географії, геології, хімії, фізики, соціології, теорії культури, економіки…» (Реймерс, 1994).

Сучасний період розвитку екології пов'язаний з іменами таких великих зарубіжних учених, як Ю. Одум, Дж. М. Андерсен, Е. Піанка, Р. Ріклефс, М. Бігон, А. Швейцер, Дж. Харпер, Р. Уітеккер, Н. Борлауг , Т. Міллер, Б. Небел та ін Серед вітчизняних учених слід навати І. П. Герасимова, А. М. Гілярова, В. Г. Горшкова, Ю. А. Ізраеля, К. С. Лосєва, Н. М. Моїсеєва, Н. П. Наумова, Н. Ф. Реймерса, В. В. Розанова, Ю. М. Свіріжева, Н. В. Тимофєєва-Ресовського, С. С. Шварца, І. А. Шилова, А. В. Яблокова, А. Л. Яншина та ін.

Перші природоохоронні акти на Русі відомі з ІХ-ХІІ ст. (Наприклад, зведення законів Ярослава Мудрого «Руська правда», в яких були встановлені правила охорони мисливських та бортницьких угідь). У ХIV-XVII ст. на південних кордонах Російської держави існували «засічні ліси», своєрідні території, на яких були заборонені господарські рубки. Історія зберегла понад 60 природоохоронних указів Петра I. За нього ж почалося вивчення найбагатших природних ресурсів Росії. У 1805 р. у Москві було засновано суспільство випробувачів природи. Наприкінці ХIХ – початку ХХ ст. виник рух за охорону рідкісних об'єктів природи. Працями видатних учених В. В. Докучаєва, К. М. Бера, Г. А. Кожевнікова, І. П. Бородіна, Д. Н. Анучина, С. В. Завадського та інших були закладені наукові засадиохорони навколишнього середовища.

Початок природоохоронної діяльності Радянського держави збіглося з низкою перших декретів, починаючи з «Декрету землі» від 26 жовтня 1917 р., який заклав основи природокористування країни.

Саме в цей період зароджується та отримує законодавче вираження основний вид природоохоронної діяльності  охорона природи.

У період 30-40-х рр., у зв'язку з експлуатацією природних багатств, спричинених, головним чином, зростанням масштабів індустріалізації в країні, охорона природи почала розглядатися як «єдина система заходів, спрямована на захист, розвиток, якісне збагачення та раціональне використання природних фондів країни» (з резолюції Першого Всеросійського з'їзду з охорони навколишнього середовища, 1929 р.).

Таким чином, у Росії виникає новий вид природоохоронної діяльності  раціональне використання природних ресурсів.

У 50-ті роки. подальший розвиток продуктивних сил у країні, посилення негативного впливу людини на природу зумовило необхідність створення ще однієї форми, що регулює взаємодію суспільства та природи,  охорони довкілля людини. У цей період приймаються республіканські закони про охорону природи, які проголошують комплексний підхід до природи не тільки як до джерела природних ресурсів, а й як до існування людини. На жаль, ще тріумфувала лисенківська псевдонаука, канонізувалися слова І. В. Мічуріна про необхідність не чекати на милість у природи.

У 60-80-ті роки. Майже щорічно приймалися урядові постанови про посилення охорони навколишнього середовища (про охорону басейну Волги і Уралу, Азовського і Чорного морів, Ладозького озера, Байкалу, промислових міст Кузбасу і Донбасу, Арктичного узбережжя). Тривав процес створення природоохоронного законодавства, видавалися земельні, водні, лісові та інші кодекси.

Ці постанови та ухвалені закони, як показала практика їх застосування, не дали необхідних результатів  згубний антропогенний вплив на природу продовжувався.
3. Значення екологічної освіти

Екологічна освіта не тільки дає наукові знання з галузі екології, а й є важливою ланкою екологічного виховання майбутніх спеціалістів. Це передбачає прищеплення їм високої екологічної культури, здібності дбайливого відношеннядо природних багатств та ін. Іншими словами, у фахівців, у нашому випадку інженерно-технічного профілю, має сформуватися нова екологічна свідомість і мислення, суть якого в тому, що людина  частина природи та збереження природи  це збереження повноцінного життя людини.

Екологічні знання необхідні кожній людині, щоб збулася мрія багатьох поколінь мислителів про створення гідної людини середовища, для чого треба побудувати прекрасні міста, розвинути настільки досконалі продуктивні сили, щоб вони змогли забезпечити гармонію людини і природи. Але ця гармонія неможлива, якщо люди вороже налаштовані один до одного і, тим більше, якщо йдуть війни, що, на жаль, має місце. Як справедливо зазначив американський еколог Б. Коммонер на початку 70-х рр.: «Пошук витоків будь-якої проблеми, пов'язаної з навколишнім середовищем, призводять до незаперечної істини, що корінна причина кризи полягає не в тому, як люди взаємодіють з природою, а в тому , як вони взаємодіють один з одним ... і що, нарешті, світові між людьми та природою має передувати світ між людьми».

В даний час стихійний розвиток взаємовідносин з природою становить небезпеку для існування не тільки окремих об'єктів, територій країн тощо, але й для всього людства.

Це пояснюється тим, що людина тісно пов'язана з живою природою походженням, матеріальними та духовними потребами, але, на відміну від інших організмів, ці зв'язки набули таких масштабів та форм, що це може призвести (і вже призводить!) до практично повного залучення живого покриву. планети (біосфери) в життєзабезпечення сучасного суспільства, поставивши людство на межа екологічної катастрофи.

Людина, завдяки цьому йому природою розуму, прагне забезпечити собі «комфортні» умови середовища, прагне бути незалежною від її фізичних факторів, наприклад, від клімату, від нестачі їжі, позбутися шкідливих для неї тварин і рослин (але зовсім «не шкідливих» для решти живого світу!) і т. п. Тому, людина перш за все відрізняється від інших видів тим, що взаємодіє з природою через створювану ним культуру,т. е. людство загалом, розвиваючись, створює Землі культурне середовище завдяки передачі з покоління до покоління свого трудового і духовного досвіду. Але, як зазначав К. Маркс,  «культура, якщо вона розвивається стихійно, а не прямує свідомо… залишає після себе пустелю».

Зупинити стихійний розвиток подій можуть лише знання про те, як ними керувати і, у випадку з екологією, ці знання повинні «оволодіти масами», принаймні більшою частиною суспільства, що можливе лише через загальну екологічну освіту людей, починаючи зі шкільної лави та закінчуючи вузом. .

Екологічні знання дозволяють усвідомити всю згубність війни та чвар між людьми, адже за цим криється не просто загибель окремих людей і навіть цивілізацій, тому що це призведе до загальної екологічної катастрофи, загибелі всього людства. Отже, найважливіша з екологічних умов виживання людини і всього живого — це мирне життя на Землі. Саме цього повинна і прагнутиме екологічно освічена людина.

Але було б несправедливо будувати всю екологію «навколо» лише людини. Знищення природного середовища спричиняє згубні наслідки для життя людини. Екологічні знання дозволяють йому зрозуміти, що людина і природа  єдине ціле і уявлення про його панування над природою досить примарні і примітивні.

Екологічно освічена людина не допустить стихійного ставлення до навколишнього середовища життя. Він боротиметься проти екологічного варварства, а якщо в нашій країні таких людей стане більшість, то вони забезпечать нормальне життя своїм нащадкам, рішуче ставши на захист дикої природивід жадібного наступу «дикої» цивілізації, перетворюючи і вдосконалюючи саму цивілізацію, знаходячи найкращі «екологічно чисті» варіанти взаємовідносини природи та суспільства.

У Росії, країнах СНД приділяється велика увага екологічній освіті. Міжпарламентською Асамблеєю держав-учасниць СНД прийнято Рекомендаційний законодавчий акт про екологічну освіту населення (1996) та інші документи, у тому числі і Концепцію екологічної освіти.

Екологічна освіта, як вказується в преамбулі Концепції, призначена розвинути та закріпити досконаліші стереотипи поведінки людей, спрямованої на:

1) економію природних ресурсів;

2) запобігання невиправданому забруднення навколишнього середовища;

3) повсюдне збереження природних екосистем;

4) повагу до прийнятих міжнародним співтовариством норм поведінки та співіснування;

5) формування свідомої готовності до активної особистої участі у здійснюваних природоохоронних заходах та посильної їх фінансової підтримки;

6) сприяння проведенню спільних природоохоронних дій та здійсненню єдиної екологічної політики у СНД.

В даний час порушення екологічних законів можна зупинити лише піднявши на належну висоту. екологічну культурукожного члена суспільства, а це можливо зробити, насамперед, через освіту, через вивчення основ екології, що особливо важливо для фахівців у галузі наук технічного спрямування, в першу чергу для інженерів-будівельників, інженерів у галузі хімії, нафтохімії, металургії, машинобудування, харчової та добувної промисловості і т. д. Справжній підручник і призначений для широкого кола студентів, які навчаються за технічними напрямками та спеціальностями вишів. За задумом авторів він повинен дати основні уявлення за основними напрямками теоретичної та прикладної екології та закласти основи екологічної культури майбутнього фахівця, заснованої на глибокому розумінні вищої цінності гармонійного розвитку людини та природи.
Контрольні питання

1. Що таке екологія та який предмет її вивчення?

2. Чим розрізняються завдання теоретичної та прикладної екології?

3. Етапи історичного поступу екології як науки. Роль вітчизняних учених у її становленні та розвитку.

4. Що таке природоохоронна діяльність та які її основні види?

5. Чому необхідні кожному члену товариства, у тому числі інженерно-технічним працівникам, екологічна культура та екологічна освіта?

Глава 1. Взаємодія організму та середовища
1.1. Головні рівні організації життя та екологія

Ген, клітина, орган, організм, населення, співтовариство (біоценоз)  головні рівні організації життя. Екологія вивчає рівні біологічної організації від організму до екосистем. В її основі, як і всієї біології, лежить теорія еволюційного розвиткуорганічного світу Ч. Дарвіна, що базується на уявленнях про природному відборі. У спрощеному вигляді його можна уявити так: в результаті боротьби за існування виживають найбільш пристосовані організми, які передають вигідні ознаки, що забезпечують виживання, своєму потомству, яке може їх розвинути далі, забезпечивши стабільне існування цього типу організмів у даних конкретних умовах середовища. Якщо ці умови зміняться, то виживають організми з більш сприятливими нових умов ознаками, переданими їм у спадок тощо.

Матеріалістичні уявлення про походження життя та еволюційну теорію Ч. Дарвіна можна пояснити лише з позицій екологічної науки. Тому невипадково, що за відкриттям Дарвіна (1859) з'явився термін «екологія» Еге. Геккеля (1866). Роль середовища, тобто фізичних факторів, в еволюції та існуванні організмів не викликає сумнівів. Це середовище було названо абіотичної,а складові її окремі частини (повітря, вода та ін.) та фактори (температура та ін.) називають абіотичними компонентами, на відміну від біотичних компонентів, представлені живою речовиною. Взаємодіючи з абіотичним середовищем, тобто з абіотичними компонентами, вони утворюють певні функціональні системи, де живі компоненти та середовище «єдиний цілісний організм».

На рис. 1.1 вказані вище компоненти представлені у вигляді рівнів біологічної організаціїбіологічних систем, які різняться за принципами організації та масштабами явищ. Вони відбивають ієрархію природних систем, коли він менші підсистеми становлять великі системи, самі є підсистемами більших систем.

Мал. 1.1. Спектр рівнів біологічної організації (за Ю. Одумом, 1975)

Властивості кожного окремого рівня значно складніші і різноманітніші за попередній. Але це можна лише частково з урахуванням даних про властивості попереднього рівня. Іншими словами, не можна передбачити властивості кожного наступного біологічного рівня виходячи з властивостей окремих складових його нижчих рівнів, подібно до того, як не можна передбачити властивості води виходячи з властивостей кисню та водню. Таке явище називають емерджентністю наявністю у системного цілого особливих властивостей, які не притаманні його підсистемам і блокам, а також сумі інших елементів, не об'єднаних системоутворюючими зв'язками.

Екологія вивчає праву частину"спектру", зображеного на рис. 1.1, тобто рівні біологічної організації від організмів до екосистем. В екології організм розглядається як цілісна система,взаємодіє із зовнішнім середовищем, як абіотичного, так і біотичного. У цьому випадку до нашого поля зору потрапляє така сукупність, як біологічний вигляд, що складається з подібних особин, які, проте, як індивідуумивідрізняються один від одного. Вони так само несхожі, як несхожа одна людина на іншого, що теж відносяться до одного виду. Але всіх їх поєднує єдиний для всіх генофонд що забезпечує їх здатність до розмноження в межах виду. Не може бути потомства від особин різних видів, навіть близькоспоріднених, об'єднаних в один рід, не кажучи вже про сімейство і більші таксони, що об'єднують ще більш «далеких родичів».

Оскільки кожен окремий індивід (особина) має свої специфічні особливості, те й ставлення їх до стану середовища, впливу її чинників різне. Наприклад, підвищення температури частина особин може витримати і загинути, але населення всього виду виживає з допомогою інших особин, найбільш пристосованих до підвищених температур.

Населення, в самому загальному вигляді, Це сукупність особин одного виду. Генетики зазвичай додають як обов'язковий момент. здатність цієї сукупності до самовідтворення. Екологи ж, враховуючи обидві ці особливості, підкреслюють певну ізольованість у просторі й у часі аналогічних сукупностей однієї й тієї виду (Гіляров, 1990).

Ізольованість у просторі та в часі аналогічних популяцій відображає реальну природну структуру біоти. У реальному природному середовищі багато видів розпорошені на величезних просторах, тому вивчати доводиться певне видове угруповання в межах певної території. Деякі з угруповань досить добре пристосовуються до місцевих умов, утворюючи так званий екотип. Ця навіть невелика група особин, пов'язаних між собою генетично, може дати початок великій популяції, причому досить стійкою досить тривалий час. Цьому сприяють адаптивність особин до абіотичного середовища, внутрішньовидова конкуренція та ін.

Проте справжніх одновидових угруповань і поселень у природі немає, і ми зазвичай маємо справу з угрупованнями, що з багатьох видів. Такі угруповання називаються біологічними угрупованнями, або біоценозами.

Біоценоз сукупність популяцій різних видів мікроорганізмів, рослин і тварин. Термін «біоценоз» вперше застосував Мебіус (1877), вивчаючи групу організмів устричної банки, т. е. від початку це співтовариство організмів було обмежено якимось «географічним» простором, у разі кордонами мілини. Надалі цей простір був названий біотопом, під яким розуміються умови навколишнього середовища на певній території: повітря, вода, ґрунти та підстилаючі їх гірські породи. Саме в цьому навколишньому середовищі існують рослинність, тваринний світ та мікроорганізми, що становлять біоценоз.

Зрозуміло, що компоненти біотопу не просто існують поруч, а активно взаємодіють між собою, створюючи певну біологічну систему, яку академік В. Н. Сукачов назвав біогеоценоз.У цій системі сукупність абіотичних і біотичних компонентів має «... свою, особливу специфіку взаємодій» і «певний тип обміну речовиною та енергією їх між собою та іншими явищами природи і являють собою внутрішню суперечливу діалектичну єдність, що знаходиться в постійному русі, розвитку» (Сука 1971). Схема біогеоценозу показано на рис. 1.2. Ця відома схема В. Н. Сукачова скоригована Г. А. Новіковим (1979).

Мал. 1.2. Схема біогеоценозу за Г. А. Новіков (1979)

Термін «біогеоценоз» було запропоновано В. Н. Сукачовим наприкінці 30-х років. Подання Сукачова надалі лягли в основу біогеоценології цілого наукового напряму в біології, що займається проблемами взаємодії живих організмів між собою та з навколишнім абіотичним середовищем.

Проте дещо раніше, 1935 р., англійським ботаніком А. Тенслі було запроваджено термін «екосистема». Екосистема, за А. Тенслі,  «сукупність комплексів організмів з комплексом фізичних факторів його оточення, тобто факторів місцеперебування в широкому значенні». Подібні визначення є і в інших відомих екологів Ю. Одума, К. Віллі, Р. Уітеккера, К. Уатта.

Ряд прихильників екосистемного підходу у країнах вважають терміни «біогеоценоз» і «екосистема»  синонімами, зокрема Ю. Одум (1975, 1986).

Проте низка російських учених не поділяють цієї думки, бачачи певні відмінності. Проте багато хто не вважає ці відмінності суттєвими і ставлять знак рівності між цими поняттями. Це особливо необхідно, що термін «екосистема» широко застосовується у суміжних науках, особливо природоохоронного змісту.

Особливого значення виділення екосистем мають трофічні, тобто харчові взаємини організмів, що регулюють всю енергетику біотичних угруповань і всієї екосистеми в цілому.

Насамперед, всі організми поділяються на дві великі групи  автотрофів та гетеротрофів.

Автотрофніорганізми використовують неорганічні джерела для свого існування, тим самим створюючи органічну матерію із неорганічної. До таких організмів відносяться фотосинтезуючі зелені рослини суші та водного середовища, синьо-зелені водорості, деякі бактерії за рахунок хемосинтезу та ін.

Оскільки організми досить різноманітні за видами та формами харчування, то вони вступають між собою у складні трофічні взаємодії, тим самим виконуючи найважливіші екологічні функції у біотичних співтовариствах. Одні їх виробляють продукцію, інші споживають, треті перетворять їх у неорганічну форму. Їх називають відповідно: продуценти, консументи та редуценти.

Продуценти виробники продукції, якою потім харчуються всі інші організми  це наземні зелені рослини, мікроскопічні морські та прісноводні водорості, що виробляють органічні речовини з неорганічних сполук.

Консументи це споживачі органічних речовин. Серед них є тварини, які вживають лише рослинну їжу  травоїдні(корова) або ті, що харчуються тільки м'ясом інших тварин  м'ясоїдні(хижаки), а також ті, хто вживає і те й інше  «всеїдні»(Людина, ведмідь).

Редуценти (деструктори))  відновники. Вони повертають речовини з відмерлих організмів знову в неживу природу, розкладаючи органіку до простих неорганічних сполук та елементів (наприклад, CO 2 , NO 2 і H 2 O). Повертаючи в ґрунт або у водне середовище біогенні елементи, вони тим самим завершують біохімічний кругообіг. Це роблять в основному бактерії, більшість інших мікроорганізмів та гриби. Функціонально редуценти  це самі консументи, тому їх часто називають мікроконсументами.

А. Г. Банніков (1977) вважає, що і комахи також відіграють важливу роль у процесах розкладання мертвої органіки та в ґрунтоутворювальних процесах.

Мікроорганізми, бактерії та інші більш складні форми в залежності від довкілля поділяють на аеробні,тобто живуть за наявності кисню, та анаеробні живуть у безкисневому середовищі.
1.2. Організм як жива цілісна система

Організм  будь-яка жива істота. Він відрізняється від неживої природипевною сукупністю властивостей, властивих лише живої матерії: - клітинна організація; обмін речовин по провідній ролі білків та нуклеїнових кислот, що забезпечує гомеостазорганізму  самовідновлення та підтримання сталості його внутрішнього середовища. Живим організмам властиві рух, дратівливість, зростання, розвиток, розмноження та спадковість, а також пристосовність до умов існування  адаптація.

Взаємодіючи з абіотичною середовищем, організм виступає як цілісна система, Що включає у собі дедалі нижчі рівні біологічної організації (ліва частина «спектру», див. рис. 1.1). Всі ці частини організму (гени, клітини, клітинні тканини, цілі органи та їх системи) є компонентами доорганізмного рівня. Зміна одних частин 17-ї та функцій організму неминуче тягне у себе зміна інших частин і функцій. Так, у умовах існування, внаслідок природного відбору ті чи інші органи отримують пріоритетний розвиток. Наприклад, потужна коренева система у рослин посушливої ​​зони (ковила) або «сліпота» в результаті редукції очей у тварин, що існують у темряві (крот).

Живі організми мають обмін речовин, або метаболізмом,при цьому відбувається безліч хімічних реакцій. Прикладом таких реакцій можуть бути дихання,яке ще Лавуазе та Лаплас вважали різновидом горіння, або фотосинтез, з якого зеленими рослинами зв'язується сонячна енергія, а результаті подальших процесів метаболізму використовується всією рослиною, та інших.

Як відомо, у процесі фотосинтезу, крім сонячної енергії, використовуються діоксид вуглецю та вода. Сумарно хімічне рівняння фотосинтезу виглядає так:

де C 6 H 12 O 6  багата на енергію молекула глюкози.

Практично весь діоксид вуглецю (CO 2 ) надходить з атмосфери і вдень його рух спрямований вниз, до рослин, де здійснюється фотосинтез та виділяється кисень. Дихання  процес зворотний, рух CO 2 вночі спрямований вгору і йде поглинання кисню.

Деякі організми, бактерії, здатні створювати органічні сполуки та з допомогою інших компонентів, наприклад, з допомогою сполук сірки. Такі процеси називаються хемосинтезом.

Обмін речовин в організмі відбувається лише за участю особливих макромолекулярних білкових речовин  ферментів, що виконують роль каталізаторів Кожна біохімічна реакція у процесі життя організму контролюється особливим ферментом, який у свою чергу контролюється поодиноким геном. Зміна гена, зване мутацією, призводить до зміни біохімічної реакції внаслідок зміни ферменту, а у разі нестачі останнього, то і до випадання відповідного ступеня метаболічної реакції.

Проте як ферменти регулюють процеси метаболізму. Їм допомагають коферменти великі молекули, частиною яких є вітаміни. Вітаміни особливі речовини, які необхідні для обміну речовин усіх організмів  бактерій, зелених рослин, тварин та людини. Відсутність вітамінів веде до хвороб, оскільки формуються необхідні коферменти і порушується обмін речовин.

Нарешті, для низки метаболічних процесів необхідні спеціальні хімічні речовини, які називаються гормонами, які виробляються в різних місцях (органах) організму та доставляються в інші місця кров'ю або дифузією. Гормони здійснюють у будь-якому організмі загальну хімічну координацію метаболізму та допомагають у цій справі, наприклад, нервовій системі тварин та людини.

На молекулярно-генетичному рівні особливо чутлива дія забруднюючих речовин, іонізуючої та ультрафіолетової радіації. Вони викликають порушення генетичних систем, структури клітин та пригнічують дію ферментних систем. Все це призводить до хвороб людини, тварин і рослин, гноблення і навіть знищення видів організмів.

Метаболічні процеси протікають із різною інтенсивністю протягом усього життя організму, всього шляху його індивідуального розвитку. Цей його шлях від зародження до кінця життя називається онтогенезом. Онтогенезявляє собою сукупність послідовних морфологічних, фізіологічних та біохімічних перетворень, що зазнають організму за весь період життя.

Онтогенез включає зрісторганізму, тобто збільшення маси і розмірів тіла, і диференціацію, Т. е. виникнення відмінностей між однорідними клітинами і тканинами, що призводить їх до спеціалізації з виконання різних функцій в організмі. У організмів зі статевим розмноженням онтогенез починається із заплідненої клітини (зиготи). При безстатевому розмноженні з утворенням нового організму шляхом розподілу материнського тіла або спеціалізованої клітини, шляхом брунькування, а також від кореневища, бульби, цибулини тощо.

Кожен організм в онтогенезі проходить низку стадій розвитку. Для організмів, що розмножуються статевим шляхом, розрізняють зародкову(ембріональну), післязародкову(постембріональну) та період розвитку дорослого організму. Зародковий період закінчується виходом зародка з яєчних оболонок, а у живородящих  народженням. Важливе екологічне значеннядля тварин має початковий етап післязародкового розвитку, що протікає за типом прямого розвиткуабо за типом метаморфоза, проходячи особову стадію. У першому випадку йде поступовий розвиток у дорослу форму (курча - курка і т. д.), у другому  розвиток відбувається спочатку у вигляді личинки, яка існує і харчується самостійно, перш ніж перетворитися на дорослу особину (пуголовок - жаба). У ряду комах личинкова стадія дозволяє пережити несприятливу пору року (низькі температури, посуху тощо).

В онтогенезі рослин розрізняють зростання, розвиток(формується дорослий організм) та старіння(Послаблення біосинтезу всіх фізіологічних функцій та смерть). Основною особливістю онтогенезу вищих рослин та більшості водоростей є чергування безстатевого (спорофіт) та статевого (гематофіт) поколінь.

Процеси та явища, що проходять на онтогенетичному рівні, тобто на рівні індивіда (особі),  це необхідна і дуже суттєва ланка функціонування всього живого. Процеси онтогенезу можуть бути порушені на будь-якій стадії дією хімічного, світлового та теплового забруднення середовища і можуть призвести до появи виродків або навіть до загибелі індивідів на стадії післяродової онтогенезу.

Сучасний онтогенез організмів склався протягом тривалої еволюції, внаслідок їхнього історичного розвитку  філогенезу.Невипадково цей термін запровадив Еге. Геккель в 1866 р., оскільки з метою екології необхідна реконструкція еволюційних перетворень тварин, рослин та мікроорганізмів. Цим займається наука  філогенетика, яка базується на даних трьох наук  морфології, ембріології та палеонтології.

Взаємозв'язок між розвитком живого в історико-еволюційному плані та індивідуальним розвитком організму сформульований Е. Геккелем у вигляді біогенетичного закону : онтогенез будь-якого організму є коротким і стислим повторенням філогенезу даного виду. Іншими словами, спочатку в утробі матері (у ссавців та ін), а потім, з'явившись на світ, індивіду своєму розвитку повторює у скороченому вигляді історичний розвиток свого вигляду.
1.3. Загальна характеристика біоти Землі

Нині Землі налічується понад 2,2 млн видів організмів. Систематика їх усе більше ускладнюється, хоча основний її скелет залишається майже незмінним з часу її створення видатним шведським ученим Карлом Ліннеєм у середині ХVII ст.

Таблиця 1.1

Вищі таксони ситематики імперії клітинних організмів

Виявилося, що на Землі існують дві великі групи організмів, відмінності між якими набагато глибші, ніж між вищими рослинами та вищими тваринами, і, отже, по праву серед клітинних було виділено два надцарства: прокаріотів  низько організованих доядерних та еукаріотів  високоорганізованих. Прокаріоти(Procaryota) представлені царством так званих дробянок, до яких відносяться бактерії та синьо-зелені водорості, у клітинах яких немає ядра та ДНК у них не відокремлюється від цитоплазми ніякою мембраною. Еукаріоти(Eucaryota) представлені трьома царствами: тварин, грибівта рослин , Клітини яких містять ядро ​​і ДНК відокремлена від цитоплазми ядерною мембраною, оскільки знаходиться в самому ядрі. Гриби виділені в окреме царство, тому що виявилося, що вони не тільки не відносяться до рослин, але мають, ймовірно, походження від амебоїдних двожгутикових найпростіших, тобто мають тісніший зв'язок з тваринним світом.

Однак такий поділ живих організмів на чотири царства ще не лягло в основу довідкової та навчальної літератури, тому при подальшому викладі матеріалу ми дотримуємося традиційних класифікацій, за якими бактерії, синьо-зелені водорості та гриби є відділами нижчих рослин.

Усю сукупність рослинних організмів даної території планети будь-якої детальності (регіону, району тощо) називають флорою,а сукупність тварин організмів  фауною.

Флора і фауна цієї території разом складають біоту.Але ці терміни мають набагато ширше застосування. Наприклад, говорять флора квіткових рослин, флора мікроорганізмів (мікрофлора), мікрофлора ґрунтів тощо. оцінити взаємодію всіх живих організмів та середовища або, скажімо, вплив «грунтової біоти» на процеси ґрунтоутворення та ін. Нижче наводиться Загальна характеристикафауни та флори відповідно до класифікації (див. табл. 1.1).

Прокаріотиє найдавнішими організмамив історії Землі, сліди їхньої життєдіяльності виявлені у відкладах докембрія, тобто близько мільярда років тому. Нині їх відомо близько 5000 видів.

Найпоширенішими серед дробянок є бактерії , і в даний час це найпоширеніші в біосфері мікроорганізми. Їх розміри становлять від десятих часток до двох-трьох мікрометрів.

Бактерії поширені повсюдно, але найбільше їх у ґрунтах  сотні мільйонів на один грам ґрунту, а в чорноземах понад два мільярди.

Мікрофлора грунтів дуже різноманітна. Тут бактерії виконують різні функції і поділяються на такі фізіологічні групи: бактерії гниття, нітрофіцірующіе, азотофіксуючі, серобактерії та ін. Серед них є аеробні та анаеробні форми.

В результаті ерозії ґрунтів бактерії потрапляють у водойми. У прибережній частині їх до 300 тис. в 1 мл, з віддаленням від берега та з глибиною їх кількість знижується до 100-200 особин на 1 мл.

У атмосферному повітрі бактерій значно менше.

Широко поширені бактерії в літосфері нижче ґрунтового горизонту. Під ґрунтовим шаром їх всього на порядок менше, ніж у ґрунті. Бактерії поширюються на сотні метрів у глибину земної кори і навіть зустрічаються на глибині двох і більше тисяч метрів.

Синьо-зелені водорості подібні до будови з бактеріальними клітинами, є фотосинтезуючими автотрофами. Мешкають переважно в поверхневому шарі прісноводних водойм, хоча є й у морях. Продуктом їх метаболізму є азотисті сполуки, що сприяють розвитку інших планктонних водоростей, що за певних умов може призвести до «цвітіння» води та її забруднення, у тому числі й у водопровідних системах.

Еукаріоти це всі інші організми Землі. Найпоширеніші серед них  рослини, яких близько 300 тис. видів.

Рослини  це практично єдині організми, які створюють органічну речовину за рахунок фізичних (неживих) ресурсів  сонячної інсоляції та хімічних елементів, що витягуються з ґрунтів (комплекс біогеннихелементів). Решта харчуються вже готовою органічною їжею. Тому рослини як би створюють, продукують їжу для решти тваринного світу, тобто є продуцентами.

Всі одноклітинні та багатоклітинні форми рослин мають, як правило, автотрофне харчування за рахунок процесів фотосинтезу.

Водорості це велика група рослин, що живуть у воді, де вони можуть вільно плавати, або прикріплюватися до субстрату. Водорості  це перші на Землі фотосинтезуючі організми, яким ми завдячуємо появі кисню у її атмосфері. Крім того, вони здатні засвоювати азот, сірку, фосфор, калій та інші компоненти безпосередньо з води, а не із ґрунту.

Інші, більше високоорганізовані рослини жителі суші. Вони отримують поживні елементи з ґрунту за допомогою кореневої системи, які транспортуються через стебло в листя, де беруть початок процеси фотосинтезу. Лишайники, мохи, папоротеподібні, голонасінні та покритонасінні (квіткові) є одним з найважливіших елементів географічного ландшафту, домінуютьтут квіткові, яких понад 250 тис. видів. Рослинність суші  головний генератор кисню, що надходить в атмосферу, та її бездумне знищення не лише залишить тварин і людину без їжі, а й без кисню.

Нижчі ґрунтові гриби відіграють основну роль у процесах ґрунтоутворення.

Тварини представлені великою різноманітністю форм і розмірів, їх понад 1,7 млн. видів. Все царство тварин  це гетеротрофні організми, консументи.

Найбільша кількість видів та найбільша чисельність особин у членистоногих.Комах, наприклад, стільки, що на кожну людину їх припадає понад 200 млн. особин. На другому місці за кількістю видів стоїть клас молюсків,та їх чисельність значно менше, ніж комах. На третьому місці за кількістю видів виступають хребетні, Серед яких ссавці займають приблизно десяту частину, а половина всіх видів припадає на риб.

Значить, більшість видів хребетних формувалася в водних умоваха комахи  це суто тваринні суші.

Комахи розвивалися на суші у зв'язку з квітковими рослинами, будучи їх запилювачами. Ці рослини з'явилися пізніше за інші види, але більше половини видів всіх рослин припадає на квіткові. Видоутворення у цих двох класах організмів перебувало і перебуває зараз у тісному взаємозв'язку.

Якщо порівняти кількість видів сухопутнихорганізмів та водних,то це співвідношення буде приблизно однаковим і для рослин, і для тварин  кількість видів на суші  9293%, у воді  78%, отже, вихід організмів на сушу дав потужний поштовх еволюційному процесу у напрямку збільшення видового розмаїття, що веде до підвищення стійкості природних угруповань організмів та екосистем в цілому.
1.4. Про довкілля та екологічні фактори

Середовище існування організму  це сукупність абіотичних та біотичних рівнів його життя. Властивості середовища постійно змінюються і будь-яка істота, щоб вижити, пристосовується до цих змін.

Вплив середовища сприймається організмами за допомогою чинників середовища, званих екологічними.

Екологічні фактори це певні умови та елементи середовища, які мають специфічний вплив на організм. Вони поділяються на абіотичні, біотичні та антропогенні (рис. 1.3).

Мал. 1.3. Класифікація екологічних факторів

Абіотичні фактори називають всю сукупність факторів неорганічного середовища, що впливають на життя та поширення тварин і рослин. Серед них розрізняють фізичні, хімічні та едафічні. Нам здається, що слід недооцінювати екологічну роль природних геофізичних полів.

Фізичні фактори це ті, джерелом яких є фізичний стан або явище (механічне, хвильове та ін.). Наприклад, температура  якщо вона висока, буде опік, якщо дуже низька  обморожування. На дію температури можуть вплинути й інші фактори: у воді  течія, на суші  вітер та вологість, тощо.

Хімічні фактори це ті, що походять від хімічного складусередовища. Наприклад, солоність води, якщо вона висока, життя у водоймі може зовсім бути відсутнім (Мертве море), але в той же час, у прісній воді не можуть жити більшість морських організмів. Від достатності вмісту кисню залежить життя тварин суші й у воді, тощо.

Едафічні фактори, Т. е. грунтові,  це сукупність хімічних, фізичних і механічних властивостей грунтів і гірських порід, що впливають як на організми, що живуть в них, тобто для яких вони є середовищем проживання, так і на кореневу систему рослин. Добре відомі впливу хімічних компонентів (біогенних елементів), температури, вологості, структури ґрунтів, вмісту гумусу тощо на зростання та розвиток рослин.

Природні геофізичні полянадають глобальний екологічний вплив на біоту Землі та людини. Відомо екологічне значення, наприклад, магнітного, електромагнітного, радіоактивного та інших полів Землі.

Геофізичні поля також є фізичними факторами, але мають літосферну природу, більше того, можна з повною підставою вважати, що і едафічні фактори мають переважно літосферну природу, оскільки середовищем їх виникнення та дії є ґрунт, який формується з гірських порід поверхневої частини літосфери, тому ми їх об'єднали в одну групу (див. рис. 1.3).

Проте як абіотичні чинники впливають на організми. Організми утворюють спільноти, де їм доводиться боротися за харчові ресурси, за володіння певними пасовищами або територією полювання, тобто вступати в конкурентну боротьбу між собою як на внутрішньовидовому, так і особливо на міжвидовому рівні. Це вже фактори живої природи чи біотичні фактори.

Біотичні фактори  сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть на неживу довкілля (Хрусталев та інших., 1996). В останньому випадку йдеться про здатність самих організмів до певної міри впливати на умови проживання. Наприклад, у лісі під впливом рослинного покриву створюється особливий мікроклімат,або мікросередовище, де в порівнянні з відкритим місцем проживання створюється свій температурно-вологісний режим: взимку тут на кілька градусів тепліше, влітку  прохолодніше і вологіше. Особливе мікросередовище створюється також у дуплах дерев, у норах, печерах тощо.

Особливо слід зазначити умови мікросередовища під сніговим покривом, яке має чисто абіотичну природу. В результаті дії снігу, яка найбільш ефективно при його товщині не менше 50-70 см, в його підставі, приблизно в 5-сантиметровому шарі, живуть взимку дрібні тварини-гризуни, оскільки температурні умови для них тут сприятливі (від 0 до мінус 2 С). Завдяки цьому ефекту зберігаються під снігом сходи озимих злаків жита, пшениці. У снігу від сильних морозів ховаються і великі тварини олені, лосі, вовки, лисиці, зайці та ін., лягаючи в сніг для відпочинку.

Внутрішньовидові взаємодіїміж особами одного й того ж виду складаються з групового та масового ефектів та внутрішньовидової конкуренції. Груповий і масовий ефекти  терміни, запропоновані Грассе (1944), позначають об'єднання тварин одного виду групи по дві чи більше особин і ефект, викликаний перенаселенням середовища. В даний час найчастіше ці ефекти називаються демографічними факторами. Вони характеризують динаміку чисельності та щільність груп організмів на популяційному рівні, в основі якої лежить внутрішньовидова конкуренція, яка докорінно відрізняється від міжвидової. Вона проявляється в основному в територіальній поведінці тварин, які захищають місця своїх гніздування та відому площу в окрузі. Так діють багато птахів та риб.

Міжвидові взаєминизначно різноманітніші (див. рис.1.3). Два живуть поряд виду можуть взагалі ніяк не впливати один на одного, можуть впливати і сприятливо, і несприятливо. Можливі типи комбінацій та відображають різні видивзаємин:

 нейтралізм обидва види незалежні і не мають жодної дії один на одного;

 конкуренція кожен із видів надає на інший несприятливий вплив;

 мутуалізм види не можуть існувати один без одного;

 протокооперація(співдружність)  обидва види утворюють спільноту, але можуть існувати і окремо, хоча спільнота приносить їм обом користь;

 коменсалізм один вид, коменсал, отримує користь від співжиття, а інший вид  господар не має жодної вигоди (взаємна толерантність);

 аменсалізм один вид, аменсал, відчуває від іншого пригнічення росту та розмноження;

 хижацтво хижий вигляд живиться своєю жертвою.

Міжвидові відносини є основою існування біотичних співтовариств (біоценозів).

Антропогенні фактори  фактори, породжені людиною та які впливають на навколишнє середовище (забруднення, ерозія грунтів, знищення лісів тощо), розглядаються в прикладній екології (див. «Частина II» цього підручника).

Серед абіотичних факторів досить часто виділяють кліматичні(температура, вологість повітря, вітер та ін.) та гідрографічні фактори водного середовища (вода, перебіг, солоність та ін.).

Більшість факторів, якісно та кількісно, ​​змінюються у часі. Наприклад, кліматичні  протягом доби, сезону, за роками (температура, освітленість та ін.).

Чинники, зміни яких у часі повторюються регулярно, називають періодичними.До них відносяться не лише кліматичні, а й деякі гідрографічні  припливи та відливи, деякі океанські течії. Чинники, що виникають несподівано (виверження вулкана, напад хижака тощо), називаються неперіодичними.

Підрозділ факторів на періодичні та неперіодичні (Мончадський, 1958) має дуже велике значення при вивченні пристосованості організмів до умов життя.

1.5. Про адаптації організмів до довкілля

Адаптація (Лат. пристосування)  пристосування організмів до середовища. Цей процес охоплює будову та функції організмів (особин, видів, популяцій) та їх органів. Адаптація завжди розвивається під впливом трьох основних факторів  мінливості, спадковості та природного відбору(як і штучного, здійснюваного людиною).

Основні адаптації організмів до чинників довкілля спадково обумовлені. Вони формувалися на історико-еволюційному шляху біоти та змінювалися разом із мінливістю екологічних факторів. Організми адаптовані до постійно діючих періодичним факторамАле серед них важливо розрізняти первинні та вторинні.

Первинні це ті фактори, які існували на Землі ще до виникнення життя: температура, освітленість, припливи, відливи та ін. Адаптація організмів до цих факторів є найдавнішою і найдосконалішою.

Вторинніперіодичні чинники є наслідком зміни первинних: вологість повітря, що залежить від температури; рослинна їжа, яка залежить від циклічності у розвитку рослин; ряд біотичних факторів внутрішньовидового впливу та ін. Вони виникли пізніше за первинні, і адаптація до них не завжди чітко виражена.

У нормальних умовах у місце проживання повинні діяти тільки періодичні, неперіодичні  відсутні.

Джерелом адаптації є генетичні зміни в організмі  мутаціїщо виникають як під впливом природних факторів на історико-еволюційному етапі, так і в результаті штучного впливу на організм. Мутації різноманітні та їх накопичення може навіть призвести до дезінтеграційних явищ, але завдяки відборумутації та його комбінування набувають значення «провідного творчого чинника адаптивної організації живих форм» (БСЕ. 1970. т. 1).

На історико-еволюційному шляху розвитку на організми діють абіотичні та біотичні фактори у комплексі. Відомі як успішні адаптації організмів до цього комплексу чинників, і «безуспішні», т. е. замість адаптації вид вимирає.

Прекрасний приклад успішної адаптації  еволюція коня протягом приблизно 60 млн років від низькорослого предка до сучасної та найкрасивішої швидконогої тварини з висотою в загривку до 1,6 м. Протилежний цьому приклад  порівняно недавнє (десятки тисяч років тому) вимирання мамонтів. Високоаридний, субарктичний клімат останнього зледеніння призвів до зникнення рослинності, якою харчувалися ці тварини, до речі, добре пристосовані до рослин. низьким температурам(Величко, 1970). Крім того, висловлюються думки, що у зникненні мамонта «винна» і первісна людина, якій теж треба було вижити: м'ясо мамонтів вживалося ним як їжа, а шкура  рятувала від холоду.

У наведеному прикладі з мамонтами нестача рослинної їжі спочатку обмежувала кількість мамонтів, а її зникнення призвело до їхньої загибелі. Рослинна їжа виступала тут у вигляді лімітуючого фактора. Ці фактори відіграють найважливішу роль у виживанні та адаптації організмів.

1.6. Лімітуючі екологічні фактори

Вперше на значення лімітуючих факторів вказав німецький агрохімік Ю. Лібіх у середині ХIХ ст. Він встановив закон мінімуму: урожай (продукція) залежить від фактора, що знаходиться в мінімумі Якщо в грунті корисні компоненти в цілому є врівноваженою системою і тільки якась речовина, наприклад, фосфор, міститься в кількостях, близьких до мінімуму, то це може знизити врожай. Але виявилося, що навіть ті ж мінеральні речовини, дуже корисні при оптимальному вмісті їх у ґрунті, знижують урожай, якщо вони надміру. Значить, фактори можуть бути лімітуючими, перебуваючи і в максимумі.

Таким чином, лімітуючими екологічними факторамислід називати такі фактори, які обмежують розвиток організмів через їх нестачу чи надлишок порівняно з потребою (оптимальним змістом). Їх іноді називають обмежуючими факторами.

Щодо закону мінімуму Ю. Лібіха, то він має обмежену дію і лише на рівні хімічних речовин. Р. Мітчерліх показав, що врожай залежить від сукупної дії всіх факторів життя рослин, включаючи сюди температуру, вологість, освітленість тощо.

Відмінності в сукупномуі ізольованомудіях відносяться і до інших факторів. Наприклад, з одного боку, дія негативних температур посилюється вітром і високою вологістю повітря, але з іншого висока вологість послаблює дію високих температур і т. д. Але незважаючи на взаємовплив факторів, все-таки вони не можуть замінити один одного, що і знайшло відображення в законі незалежності факторів В. Р. Вільямса: умови життя рівнозначні, жоден із чинників життя може бути замінений іншим. Наприклад, не можна дію вологості (води) замінити дією вуглекислого газу чи сонячного світла тощо.

Найбільш повно і в найбільш загальному вигляді всю складність впливу екологічних факторів на організм відбиває закон толерантності В. Шелфорда: відсутність чи неможливість процвітання визначається недоліком (у якісному чи кількісному сенсі) чи, навпаки, надлишком будь-якого з низки чинників, рівень яких може бути близьким до меж переносимого даним організмом. Ці дві межі називають межами толерантності.

Щодо дії одного чинника можна проілюструвати цей закон так: якийсь організм здатний існувати при температурі від мінус 5 до плюс 25 0 С, тобто. діапазон його толерантностілежить у межах цих температур. Організми, життя яких потрібні умови, обмежені вузьким діапазоном толерантності за величиною температури, називають стенотермними(«стіно»  вузький), а здатні жити в широкому діапазоні температур  евритермними(«Еврі»  широкий) (рис. 1.4).

Мал. 1.4. Порівняння відносних меж толерантності стенотермних та
евритермних організмів (за Ф. Руттнером, 1953)

Подібно до температури діють і інші лімітуючі фактори, а організми по відношенню до характеру їх впливу називають, відповідно, стенобіонтамиі еврібіонтами. Наприклад, кажуть, організм стенобіонний по відношенню до вологості або еврибіонтен до кліматичних факторів і т. п. Організми, еврібіонтні до основних кліматичних факторів, найбільш поширені на Землі.

Діапазон толерантності організму не залишається постійним  він, наприклад, звужується, якщо якийсь із факторів близький до якоїсь межі або при розмноженні організму, коли багато факторів стають лімітуючими. Значить, і характер дії екологічних факторів за певних умов може змінюватися, тобто він може бути, а може й не бути таким, що лімітує. При цьому не можна забувати, що організми і самі здатні знизити лімітуючу дію факторів, створивши, наприклад, певний мікроклімат (мікросередовище). Тут виникає своєрідна компенсація факторів, яка найефективніша на рівні спільнот, рідше  на видовому рівні.

Така компенсація факторів зазвичай створює умови для фізіологічної акліматизаціївиду-еврібіота, що має широке поширення, який, акліматизуючи в даному конкретному місці, створює своєрідну популяцію, яку називають екотипом,межі толерантності якої відповідають місцевим умовам. За більш глибоких адаптаційних процесів тут можуть з'явитися і генетичні раси.

Отже, у природних умовах організми залежать від стану критичних фізичних факторів, від вмісту необхідних речовині від діапазону толерантностісамих організмів до цих та інших компонентів середовища.
Контрольні питання

1. Що таке рівні біологічної організації життя? Які є об'єктами вивчення екології?

2. Що таке біогеоценоз та екосистема?

3. Як підрозділяються організми характером джерела питания? За екологічними функціями у біотичних спільнотах?

4. Що таке живий організм і чим він відрізняється від неживої природи?

5. Яким є механізм адаптації при взаємодії організму як цілісної системи з навколишнім середовищем?

6. Що таке дихання та фотосинтез рослин? Яке значення мають метаболічні процеси автотрофів для біоти Землі?

7. У чому суть біогенетичного закону?

8. У чому особливості сучасної класифікації організмів?

9. Що таке місце існування організму? Поняття про екологічні чинники.

10. Як називають сукупність факторів неорганічного середовища? Наведіть найменування та дайте визначення цих факторів.

11. Як називають сукупність факторів живого органічного середовища? Наведіть найменування та дайте визначення впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших на внутрішньовидовому та міжвидовому рівнях.

12. У чому полягає суть адаптацій? Яке значення періодичних та неперіодичних факторів у процесах адаптації?

13. Як називаються екологічні чинники, що обмежують розвиток організму? Закони мінімуму Ю. Лібіха та толерантності В. Шелфорда.

14. У чому сутність ізольованої та сукупної дії екологічних факторів? Закон У. Р. Вільямса.

15. Що розуміється під діапазоном толерантності організму як вони поділяються залежно від величини цього діапазону?

Лев Дмитрович Передільський- Видатний діяч у галузі краєзнавства.

Л.Д. Передільський народився 27 жовтня 1922 року у м. Карачеві. У 1940 році закінчив Карачівське педагогічне училище і був призначений директором сільської школи. У тому ж році призваний до лав Червоної Армії. Пройшов усю війну у військах ППО, був учасником битви за Москву, нагороджений бойовим орденом та медалями. Після війни закінчив Московський педагогічний інститут з курсу "Історія". Працював інспектором Карачевського РОНО, директором сільських шкіл, а з 1959 року – директором середньої школиім. М.А. Горького у м. Карачеві. «Відмінник народної освіти», «Заслужений учитель РРФСР».

Активно займався краєзнавчою роботою. Зібрав та систематизував багатий матеріал, що характеризує славний шлях стародавнього міста, героїзм та самопожертву карачевців на всіх етапах його більш ніж 850-річної історії.

Книжка «Карачев» витримала два видання (1969,1995). Лев Дмитрович є почесним громадянином м. Карачова.

12-те вид., Дод. та перероб. – Ростов н/Д: Фенікс, 2007. – 602 с.

Лауреат конкурсу Міністерства освіти Російської Федерації зі створення підручників нового покоління із загальних природничих дисциплін (Москва, 1999). Перший російський підручник з дисципліни «Екологія» для студентів вузів, які навчаються технічних наук.

Підручник написаний відповідно до вимог чинного державного освітнього стандарту та програми, рекомендованої Міністерством освіти Росії. Він складається з двох частин – теоретичної та прикладної. У п'яти його розділах розглянуто основні положення загальної екології, вчення про біосферу, екологію людини; антропогенні впливу на біосферу, проблеми екологічного захисту та охорони навколишнього середовища. Загалом підручник формує у студентів нову екологічну, ноосферну світогляд.

Призначається для студентів вищих навчальних закладів. Підручник рекомендується також для вчителів та учнів середніх шкіл, ліцеїв та коледжів. Він необхідний для широкого кола інженерно-технічних працівників, які займаються питаннями раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища.

Формат: pdf

Розмір: 9,4 Мб

Завантажити: drive.google

Формат: doc

Розмір: 28 Мб

Завантажити: drive.google

ЗМІСТ
Шановний читачу! 10
Передмова 11
Вступ. ЕКОЛОГІЯ. КОРОТКИЙ ОГЛЯД РОЗВИТКУ 13
§ 1. Предмет та завдання екології 13
§ 2. Історія розвитку екології 17
§ 3. Значення екологічної освіти 21
Частина I. ТЕОРЕТИЧНА ЕКОЛОГІЯ
Розділ перший. ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ 26
Розділ 1. Організм як жива цілісна система 26
§ 1. Рівні біологічної організації та екологія 26
§ 2. Розвиток організму як живої цілісної системи 32
§ 3. Системи організмів та біота Землі?6
Глава 2. Взаємодія організму та середовища 43
§ 1. Поняття про довкілля та екологічні фактори 43
§ 2. Основні уявлення про адаптації організмів 47
§ 3. Лімітуючі фактори 49
§ 4. Значення фізичних та хімічних факторів середовища в житті організмів 52
§ 5. Едафічні чинники та їх роль у житті рослин та ґрунтової біоти 70
§ 6. Ресурси живих істот як екологічні фактори 77
Глава 3. Населення 86
§ 1. Статичні показники популяцій 86
§ 2. Динамічні показники популяцій 88
§ 3. Тривалість життя 90
§ 4. Динаміка зростання чисельності популяції 94
§ 5. Екологічні стратегії виживання 99
§ 6. Регуляція густини популяції 100
Розділ 4. Біотичні спільноти 105
§ 1. Видова структура біоценозу 106
§ 2. Просторова структура біоценозу 110
§ 3. Екологічна ніша. Взаємини організмів у біоценозі 111
Розділ 5. Екологічні системи 122
§ 1. Концепція екосистеми 122
§ 2. Продукування та розкладання в природі 126
§ 3. Гомеостаз екосистеми 128
§ 4. Енергія екосистеми 130
§ 5. Біологічна продуктивність екосистем 134
§ 6. Динаміка екосистеми 139
§ 7. Системний підхід та моделювання векології 147
Розділ другий. ВЧЕННЯ ПРО БІОСФЕР 155
Розділ 6. Біосфера – глобальна екосистема землі 155
§ 1. Біосфера як одна з оболонок Землі 155
§ 2. Склад та межі біосфери 161
§ 3. Кругообіг речовин у природі 168
§ 4. Біогеохімічні цикли найбільш життєво важливих біогенних речовин 172
Розділ 7. Природні екосистеми землі як хорологічні одиниці біосфери 181
§ 1. Класифікація природних екосистем біосфери на ландшафтній основі 181
§ 2. Наземні біоми (екосистеми) 190
§ 3. Прісноводні екосистеми 198
§ 4. Морські екосистеми 207
§ 5. Цілісність біосфери як глобальної екосистеми 213
Глава 8. Основні напрямки еволюції біосфери 217
§ 1. Вчення В. І. Вернадського про біосферу 217
§ 2. Біорізноманіття біосфери як результат її еволюції 223
§ 3. 0 регулюючий вплив біоти на навколишнє середовище 226
§ 4. Ноосфера як нова стадія еволюції біосфери 230
Розділ третій. ЕКОЛОГІЯ ЛЮДИНИ 234
Розділ 9. Біосоціальна природа людини та екологія 234
§ 1. Людина як біологічний вид 235
§ 2. Популяційна характеристика людини 243
§ 3. Природні ресурси Землі як лімітуючий фактор виживання людини 250
Глава 10. Антропогенні екосистеми 258
§ 1. Людина та екосистеми 258
§ 2. Сільськогосподарські екосистеми (агроекосистеми) 263
§ 3. Індустріально-міські екосистеми 266
Розділ 11. Екологія та здоров'я людини 271
§ 1. Вплив природно-екологічних факторів на здоров'я людини 271
§ 2. Вплив соціально-екологічних факторів на здоров'я людини 274
§ 3. Гігієна та здоров'я людини 282
Частина ІІ. ПРИКЛАДНА ЕКОЛОГІЯ
Розділ четвертий. АНТРОПОГЕННІ ВПЛИВИ НА БІОСФЕРУ 286
Глава 12. Основні види антропогенних впливів на біосферу 286
Глава 13. Антропогенні на атмосферу 295
§ 1. Забруднення атмосферного повітря 296
§ 2. Основні джерела забруднення атмосфери 299
§ 3. Екологічні наслідки забруднення атмосфери 302
§ 4. Екологічні наслідки глобального забруднення атмосфери 307
Глава 14. Антропогенні на гідросферу 318
§ 1. Забруднення гідросфери 318
§ 2. Екологічні наслідки забруднення гідросфери 326
§ 3. Вигощення підземних та поверхневих вод 331
Глава 15. Антропогенні на літосферу 337
§ 1. Впливи на ґрунти 338
§ 2. Впливи на гірські породи та їх масиви 352
§ 3. Вплив на надра 360
Глава 16. Антропогенні на біотичні співтовариства 365
§ 1. Значення лісу в природі та житті людини 365
§ 2. Антропогенні впливи на ліси та інші рослинні угруповання 369
§ 3. Екологічні наслідки впливу людини на рослинний світ 372
§ 4. Значення тваринного світу у біосфері 377
§ 5. Вплив людини на тварин і причини їх вимирання 379
Глава 17. Особливі види на біосферу 385
§ 1. Забруднення середовища відходами виробництва та споживання 385
§ 2. Шумовий вплив 390
§ 3. Біологічне забруднення 393
§ 4. Вплив електромагнітних полів та випромінювань 395
Глава 18. Екстремальні на біосферу 399
§ 1. Вплив зброї масового знищення 400
§ 2. Вплив техногенних екологічних катастроф 403
§ 3. Стихійні лиха 408
Розділ п'ятий. ЕКОЛОГІЧНИЙ ЗАХИСТ І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 429
Глава 19. Основні принципи охорони навколишнього середовища та раціонального природокористування 429
Глава 20. Інженерний екологічний захист 437
§ 1. Принципові напрями інженерного захисту довкілля 437
§ 2. Нормування якості довкілля 443
§ 3. Захист атмосфери 451
§ 4. Захист гідросфери 458
§ 5. Захист літосфери 471
§ 6. Захист біотичних угруповань 484
§ 7. Захист навколишнього середовища від особливих видіввпливів 500
Глава 21. Основи екологічного права 516
§ 1. Джерела екологічного права 516
§ 2. Державні органиохорони навколишнього середовища 520
§ 3. Екологічна стандартизація та паспортизація 522
§ 4. Екологічна експертиза та оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС) 524
§ 5. Екологічний менеджмент, аудит та сертифікація 526
§ 6. Поняття про екологічний ризик 528
§ 7. Екологічний моніторинг (моніторинг довкілля) 531
§ 8. Екологічний контроль та громадські екологічні рухи 537
§ 9. Екологічні права та обов'язки громадян 540
§ 10. Юридична відповідальність за екологічні правопорушення 543
Глава 22. Екологія та економіка 547
§ 1. Еколого-економічний облік природних ресурсів та забруднювачів 549
§ 2. Ліцензія, договір та ліміти на природокористування 550
§ 3. Нові механізми фінансування охорони навколишнього середовища 552
§ 4. Поняття про концепцію сталого розвитку 556
Глава 23. Екологізація суспільної свідомості 560
§ 1. Антропоцентризм та екоцентризм. Формування нової екологічної свідомості 560
§ 2. Екологічна освіта, виховання та культура 567
Глава 24. Міжнародне співробітництво в галузі екології 572
§ 1 Міжнародні об'єкти охорони навколишнього середовища 573
§ 2. Основні засади міжнародного екологічного співробітництва 576
§ 3. Участь Росії у міжнародному екологічному співробітництві 580
Екологічний маніфест (за Н. Ф. Реймерсом) (замість укладання) 584
Основні поняття та визначення в галузі екології, охорони навколишнього середовища та природокористування 586
Предметний покажчик 591
РЕКОМЕНДУЄМА ЛІТЕРАТУРА 599

Лауреат конкурсу Міністерства освіти Російської Федерації зі створення підручників нового покоління із загальних природничих дисциплін (Москва, 1999). Перший російський підручник з дисципліни «Екологія» для студентів ВНЗ, які навчаються технічних наук.
Підручник написаний відповідно до вимог чинного державного освітнього стандарту та програми, рекомендованої Міністерством освіти Росії. Він складається з двох частин – теоретичної та прикладної. У п'яти його розділах розглянуто основні положення загальної екології, вчення про біосферу, екологію людини; антропогенні впливу на біосферу, проблеми екологічного захисту та охорони навколишнього середовища. Загалом підручник формує у студентів нову екологічну, ноосферну світогляд.
Призначається для студентів вищих навчальних закладів. Підручник рекомендується також для вчителів та учнів середніх шкіл, ліцеїв та коледжів. Він необхідний для широкого кола інженерно-технічних працівників, які займаються питаннями раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища.

Перед вами один із підручників нового покоління з дисципліни «Екологія» для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за технічними напрямками та спеціальностями професійної освіти, написаний відомими фахівцями в галузі природоохоронних наук і складний і тривалий шлях конкурсного відбору.

Цей підручник є одним із трьох переможців з дисципліни «Екологія» Всеросійського конкурсу підручників нового покоління з загальних фундаментальних природничих дисциплін. Цей конкурс вперше в історії вищої школи Росії у зв'язку з реформуванням структури та змісту програм вищої освітибуло ініційовано Держкомвузом Росії (надалі - Міносвіти Росії) та проведено протягом 1995-1998 рр. н. з урахуванням Російського університету дружби народів.

ЗМІСТ
Шановний читачу! 10
Передмова 11
Вступ. ЕКОЛОГІЯ. КОРОТКИЙ ОГЛЯД РОЗВИТКУ 13
§ 1. Предмет та завдання екології 13
§ 2. Історія розвитку екології 17
§ 3. Значення екологічної освіти 21
Частина I. ТЕОРЕТИЧНА ЕКОЛОГІЯ
Розділ перший. ЗАГАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ 26
Розділ 1. Організм як жива цілісна система 26
§ 1. Рівні біологічної організації та екологія 26
§ 2. Розвиток організму як живої цілісної системи 32
§ 3. Системи організмів та біота Землі?6
Глава 2. Взаємодія організму та середовища 43
§ 1. Поняття про довкілля та екологічні фактори 43
§ 2. Основні уявлення про адаптації організмів 47
§ 3. Лімітуючі фактори 49
§ 4. Значення фізичних та хімічних факторів середовища в житті організмів 52
§ 5. Едафічні чинники та їх роль у житті рослин та ґрунтової біоти 70
§ 6. Ресурси живих істот як екологічні фактори 77
Глава 3. Населення 86
§ 1. Статичні показники популяцій 86
§ 2. Динамічні показники популяцій 88
§ 3. Тривалість життя 90
§ 4. Динаміка зростання чисельності популяції 94
§ 5. Екологічні стратегії виживання 99
§ 6. Регуляція густини популяції 100
Розділ 4. Біотичні спільноти 105
§ 1. Видова структура біоценозу 106
§ 2. Просторова структура біоценозу 110
§ 3. Екологічна ніша. Взаємини організмів у біоценозі 111
Розділ 5. Екологічні системи 122
§ 1. Концепція екосистеми 122
§ 2. Продукування та розкладання в природі 126
§ 3. Гомеостаз екосистеми 128
§ 4. Енергія екосистеми 130
§ 5. Біологічна продуктивність екосистем 134
§ 6. Динаміка екосистеми 139
§ 7. Системний підхід та моделювання векології 147
Розділ другий. ВЧЕННЯ ПРО БІОСФЕР 155
Розділ 6. Біосфера – глобальна екосистема землі 155
§ 1. Біосфера як одна з оболонок Землі 155
§ 2. Склад та межі біосфери 161
§ 3. Кругообіг речовин у природі 168
§ 4. Біогеохімічні цикли найбільш життєво важливих біогенних речовин 172
Розділ 7. Природні екосистеми землі як хорологічні одиниці біосфери 181
§ 1. Класифікація природних екосистем біосфери на ландшафтній основі 181
§ 2. Наземні біоми (екосистеми) 190
§ 3. Прісноводні екосистеми 198
§ 4. Морські екосистеми 207
§ 5. Цілісність біосфери як глобальної екосистеми 213
Глава 8. Основні напрямки еволюції біосфери 217
§ 1. Вчення В. І. Вернадського про біосферу 217
§ 2. Біорізноманіття біосфери як результат її еволюції 223
§ 3. 0 регулюючий вплив біоти на навколишнє середовище 226
§ 4. Ноосфера як нова стадія еволюції біосфери 230
Розділ третій. ЕКОЛОГІЯ ЛЮДИНИ 234
Розділ 9. Біосоціальна природа людини та екологія 234
§ 1. Людина як біологічний вид 235
§ 2. Популяційна характеристика людини 243
§ 3. Природні ресурси Землі як лімітуючий фактор виживання людини 250
Глава 10. Антропогенні екосистеми 258
§ 1. Людина та екосистеми 258
§ 2. Сільськогосподарські екосистеми (агроекосистеми) 263
§ 3. Індустріально-міські екосистеми 266
Розділ 11. Екологія та здоров'я людини 271
§ 1. Вплив природно-екологічних факторів на здоров'я людини 271
§ 2. Вплив соціально-екологічних факторів на здоров'я людини 274
§ 3. Гігієна та здоров'я людини 282
Частина ІІ. ПРИКЛАДНА ЕКОЛОГІЯ
Розділ четвертий. АНТРОПОГЕННІ ВПЛИВИ НА БІОСФЕРУ 286
Глава 12. Основні види антропогенних впливів на біосферу 286
Глава 13. Антропогенні на атмосферу 295
§ 1. Забруднення атмосферного повітря 296
§ 2. Основні джерела забруднення атмосфери 299
§ 3. Екологічні наслідки забруднення атмосфери 302
§ 4. Екологічні наслідки глобального забруднення атмосфери 307
Глава 14. Антропогенні на гідросферу 318
§ 1. Забруднення гідросфери 318
§ 2. Екологічні наслідки забруднення гідросфери 326
§ 3. Вигощення підземних та поверхневих вод 331
Глава 15. Антропогенні на літосферу 337
§ 1. Впливи на ґрунти 338
§ 2. Впливи на гірські породи та їх масиви 352
§ 3. Вплив на надра 360
Глава 16. Антропогенні на біотичні співтовариства 365
§ 1. Значення лісу в природі та житті людини 365
§ 2. Антропогенні впливи на ліси та інші рослинні угруповання 369
§ 3. Екологічні наслідки впливу людини на рослинний світ 372
§ 4. Значення тваринного світу у біосфері 377
§ 5. Вплив людини на тварин і причини їх вимирання 379
Глава 17. Особливі види на біосферу 385
§ 1. Забруднення середовища відходами виробництва та споживання 385
§ 2. Шумовий вплив 390
§ 3. Біологічне забруднення 393
§ 4. Вплив електромагнітних полів та випромінювань 395
Глава 18. Екстремальні на біосферу 399
§ 1. Вплив зброї масового знищення 400
§ 2. Вплив техногенних екологічних катастроф 403
§ 3. Стихійні лиха 408
Розділ п'ятий. ЕКОЛОГІЧНИЙ ЗАХИСТ І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 429
Глава 19. Основні принципи охорони навколишнього середовища та раціонального природокористування 429
Глава 20. Інженерний екологічний захист 437
§ 1. Принципові напрями інженерного захисту довкілля 437
§ 2. Нормування якості довкілля 443
§ 3. Захист атмосфери 451
§ 4. Захист гідросфери 458
§ 5. Захист літосфери 471
§ 6. Захист біотичних угруповань 484
§ 7. Захист навколишнього середовища від особливих видів дій 500
Глава 21. Основи екологічного права 516
§ 1. Джерела екологічного права 516
§ 2. Державні органи охорони навколишнього середовища 520
§ 3. Екологічна стандартизація та паспортизація 522
§ 4. Екологічна експертиза та оцінка впливу на навколишнє середовище (ОВНС) 524
§ 5. Екологічний менеджмент, аудит та сертифікація 526
§ 6. Поняття про екологічний ризик 528
§ 7. Екологічний моніторинг (моніторинг довкілля) 531
§ 8. Екологічний контроль та громадські екологічні рухи 537
§ 9. Екологічні права та обов'язки громадян 540
§ 10. Юридична відповідальність за екологічні правопорушення 543
Глава 22. Екологія та економіка 547
§ 1. Еколого-економічний облік природних ресурсів та забруднювачів 549
§ 2. Ліцензія, договір та ліміти на природокористування 550
§ 3. Нові механізми фінансування охорони навколишнього середовища 552
§ 4. Поняття про концепцію сталого розвитку 556
Глава 23. Екологізація суспільної свідомості 560
§ 1. Антропоцентризм та екоцентризм. Формування нової екологічної свідомості 560
§ 2. Екологічна освіта, виховання та культура 567
Глава 24. Міжнародне співробітництво в галузі екології 572
§ 1 Міжнародні об'єкти охорони навколишнього середовища 573
§ 2. Основні засади міжнародного екологічного співробітництва 576
§ 3. Участь Росії у міжнародному екологічному співробітництві 580
Екологічний маніфест (за Н. Ф. Реймерсом) (замість укладання) 584
Основні поняття та визначення в галузі екології, охорони навколишнього середовища та природокористування 586
Предметний покажчик 591
РЕКОМЕНДУЄМА ЛІТЕРАТУРА 599

Лекції 8-9. БІОГЕОЦЕНОЗИ та її компоненти. ПОНЯТТЯ, структура. методи вивчення фітоценозів.

Література

Коробкін В.І., Передільський Л.В.Екологія. Ростов на Дону: Фенікс, 2005. 576 с. (Вища освіта)

Степановських А.С.Біологічна екологія Теорія та практика: підручник для студентів вузів, які навчаються за екологічними спеціальностями. М.: ЮНІТІ-ДАНА, 2009. 791 с.

Степановських А.С.Загальна екологія: Підручник для вишів. М.: ЮНІТІ, 2001. 510 с.

Лекція 8

1. Поняття про біогеоценоз

2. Компонентний склад БГЦ

3. Фітоценоз – головний компонент біогеоценозу

4. Визначення поняття "фітоценоз"

5. Структура фітоценозу

5.1. Видова структура

Кількісні показники видової структури

Як правильно описати флористичний склад фітоценозу?

Життєвість виду

5.2. Просторова, чи морфологічна структура біоценозу

Вертикальна неоднорідність

Горизонтальна неоднорідність

Лекція 9

6. Польові методи вивчення біогеоценозів

Методика закладання пробних площ

Методика опису ярусів

Методика виявлення флористичного складу

7. Діагностичні ознаки фітоценозів для віднесення до певної асоціації

ВСТУП

В одній із перших лекцій було розглянуто концепцію рівнів організації життя(Біологічний спектр). Основні рівні організації життя: ген, клітина, орган, організм, населення, співтовариство (біоценоз). Або відповідно (за Ю. Одумом, 1975):

1) Генний, чи молекулярний

2) Клітинний і тканинний рівні

3) Органний

4) Організмовий

5) Популяційно-видовий проміжний між "організмним" та "надорганізмним" рівнями.

6) Екосистемний, біогеоценотичний вивчаються взаємовідносини в надорганізмових системах у межах біогеоценозу, екосистеми (між популяціями, угрупованнями, організмами всередині БГЦ).

7) Біосферний найвищий, розглядається взаємовідносини між собою макроекосистем, біогеоценозів (ліс-степ, ліс-болото, ліс-тундра та ін.), вивчаються закон кругообігу речовин, енергії у глобальному аспекті.

Загальна екологія вивчає останні рівні біологічної організації від організму до екосистем.

Чому з організменного? Тому що він перший, який може існувати самостійно!Поза організмами життя не проявляється.

 - головним предметом дослідження при екосистемному підході в екології стають процеси трансформації речовини та енергії між біотою та фізичним середовищем, тобто процеси матеріально-енергетичного обміну в екосистемі загалом. Він же – взаємини живих організмів (особин) між собою та з місцем існування на популяційно-біоценотичному рівні та рівнях біологічних систем ще більш високого рангу (біогеоценозів та біосфери).

- основним об'єктом вивчення є екосистема.

Екосистема рангу біогеоценозу в загальній екології вважається найважливішою одиницею, а організм або вид найменшою одиницею, але теж відноситься до важливих об'єктів.

Чому ж таке важливе і так необхідне вивчення природи на рівні екосистем, і в першу чергу біогеоценозів? Тому що, знаючи закони формування та функціонування екосистем, можна передбачити та попередити їх руйнування внаслідок впливу на них негативних факторів, передбачити охоронні заходи та в результаті зберегти місце існування людини, як виду.

1. Поняття про біогеоценоз

Термін «біогеоценоз» було запропоновано академіком В. Н. Сукачовим наприкінці 30-х років. стосовно лісових екосистем.

Визначення біогеоценозу по В.Н.Сукачеву (1964: 23) вважається класичним - «... це сукупність на відомому протягом земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу та світу мікроорганізмів, ґрунту та гідрологічних умов), має особливу специфіку взаємодій цих складових її компонентів і певний тип обміну речовин та енергією: між собою та з іншими явищами природи і являє собою внутрішню суперечливу єдність, яка перебуває у постійному русі та розвитку…”.

У перекладі простою мовою "Біогеоценоз цевся сукупність видів та вся сукупність факторів середовища, що визначають існування даної екосистеми з урахуванням неминучого антропогенного впливу". Останнє додавання з урахуванням неминучого антропогенного впливуданина сучасності. За часів В.М. Сукачова був необхідності відносити антропогенний чинник до основным середоутворюючим, яким є зараз. Але й тоді було зрозуміло, що компоненти біогеоценозне просто існують поряд, а активно взаємодіють між собою (Мал. 1).

2. Компонентний склад БГЦ

Біоценоз,або біологічне співтовариство сукупність спільно мешкають трьох компонентів: рослинності, тварин і мікроорганізмів.

У природі немає одновидових угруповань і поселень, й у біоценозах ми маємо справу з угрупованнями, що з багатьох видів. Біоценози, як форма організації живої речовини, складається протягом досить тривалого часу і тому характеризується структурною організацією структур, що входять до нього організмів стабільністю.

Головними властивостями біоценозів є здатність продукувати живу речовину, матисаморегуляцією та самовідтворюваністю .

Розміри біоценозу залежать від величини території з однорідними абіотичними властивостями, тобто біотопу.

Біотопце якийсь " географічний " простір місце життя біоценозу, яке звично називати екотопом.

Екотоп утворюють грунтз характерним підґрунтям, з лісовою підстилкою, а також з тією чи іншою кількістю перегною (гумусу), та атмосфераз певною величиною сонячної радіації, з тією чи іншою кількістю вільної вологи, з характерним вмістом у повітрі вуглекислоти, різних домішок, аерозолів тощо, у водних біогеоценозах замість амтосфери вода.

З усіх компонентів біотопу найближче до біогенної складової частини біогеоценозу стоїть ґрунт, оскільки його походження безпосередньо пов'язане з живою речовиною. Органічне речовина у грунті – це продукт життєдіяльності биоценоза різних стадіях трансформації.

Спільнота організмів обмежена біотопом (у випадку з устрицями межами мілини) від початку існування. Біоценоз та біотоп функціонують у безперервній єдності.

Наука про біогеоценози біогеоценологія.Вона займається проблемами взаємодії живих організмів між собою і з навколишньою абіотичною, тобто. неживий, середовищем.

Біогеоценологія це один із напрямків загальної екології, відповідний екосистемному, або біогеоценотичного, рівнем організації життя (біологічному спектру) .

3. Фітоценоз – головний компонент біогеоценозу

Кожен компонент біоценозу, як і біогеоценозу, може бути об'єктом уваги з екологічної точки зору, йому можна присвятити не лише спеціальний курс лекцій, а й усе своє творче життя.

Головна, вузлова підсистема біогеоценозів – фітоценози.

Фітоценози є:

1) головними приймачами та трансформаторами сонячної енергії,

2) головними постачальниками продукції біогеоценозі,

3) у тому структурі об'єктивно відбиваються процеси освіти і перетворення основи життя планети – органічного речовини, і взагалі процеси, які у біогеоценозі.

4) при цьому вони легко доступні для вивчення безпосередньо в природі,

5) для них протягом кількох десятків років розроблені та розробляються ефективні польові методи досліджень та методи камеральної обробки фактичних матеріалів.

Саме основну увагу нами буде приділено фітоценозу та методам його вивчення. Тим більше, що багато закономірностей, властивих фітоценозу, поширюються і на зооценоз і мікроорганізми.