Peredelsky Lev Dmitrievich. Peredelsky, lev dmitrievich - karachev Korobkin v i peredelsky l ekologija
12. izdanje, dodatak. i prerađeno. - Rostov n/D: Phoenix, 2007. - 602 str.
Laureat konkursa Ministarstva obrazovanja Ruske Federacije za izradu udžbenika nove generacije iz opštih prirodnih nauka (Moskva, 1999). Prvi ruski udžbenik iz discipline "Ekologija" za studente koji studiraju tehničke nauke.
Udžbenik je napisan u skladu sa zahtjevima važećeg državnog obrazovnog standarda i programa koji preporučuje Ministarstvo obrazovanja Rusije. Sastoji se iz dva dijela – teorijskog i primijenjenog. U njegovih pet sekcija razmatraju se glavne odredbe opšte ekologije, doktrine biosfere i ljudske ekologije; antropogeni uticaji na biosferu, problemi ekološke zaštite i zaštite životne sredine. Općenito, udžbenik formira novi ekološki, noosferski svjetonazor među učenicima.
Namijenjeno studentima visokoškolskih ustanova. Udžbenik se preporučuje i nastavnicima i učenicima srednjih škola, liceja i fakulteta. Neophodan je i za širok spektar inženjerskih i tehničkih radnika koji se bave upravljanjem okolišem i zaštitom okoliša.
Format: pdf
veličina: 9.4 MB
Skinuti: drive.google
Format: doc
veličina: 28 MB
Skinuti: drive.google
SADRŽAJ
Dragi čitaoče! deset
Predgovor 11
Uvod. EKOLOGIJA. SAŽETAK RAZVOJA 13
§ 1. Predmet i zadaci ekologije 13
§ 2. Istorijat razvoja ekologije 17
§ 3. Značaj ekološkog obrazovanja 21
Dio I. TEORIJSKA EKOLOGIJA
Dio jedan. OPĆA EKOLOGIJA 26
Poglavlje 1. Organizam kao živi integralni sistem 26
§ 1. Nivoi biološke organizacije i ekologije 26
§ 2. Razvoj organizma kao živog integralnog sistema 32
§ 3. Sistemi organizama i biota Zemlje? 6
Poglavlje 2. Interakcija organizma i okoline 43
§ 1. Koncept staništa i faktora životne sredine 43
§ 2. Osnovne ideje o adaptaciji organizama 47
§ 3. Ograničavajući faktori 49
§ 4. Značaj fizičkih i hemijskih faktora sredine u životu organizama 52
§ 5. Edafski faktori i njihova uloga u životu biljaka i biote tla 70
§ 6. Resursi živih bića kao faktori životne sredine 77
Poglavlje 3. Stanovništvo 86
§ 1. Statički pokazatelji stanovništva 86
§ 2. Dinamički pokazatelji stanovništva 88
§ 3. Očekivano trajanje života 90
§ 4. Dinamika rasta stanovništva 94
§ 5. Strategije ekološkog preživljavanja 99
§ 6. Regulacija gustine naseljenosti 100
Poglavlje 4 Biotičke zajednice 105
§ 1. Struktura vrste biocenoze 106
§ 2. Prostorna struktura biocenoze 110
§ 3. Ekološka niša. Odnos organizama u biocenozi 111
Poglavlje 5 Ekološki sistemi 122
§ 1. Koncept ekosistema 122
§ 2. Proizvodnja i razgradnja u prirodi 126
§ 3. Homeostaza ekosistema 128
§ 4. Energija ekosistema 130
§ 5. Biološka produktivnost ekosistema 134
§ 6. Dinamika ekosistema 139
§ 7. Sistemski pristup i modeliranje u ekologiji 147
Sekcija dva. UČENJE O BIOSFERI 155
Poglavlje 6. Biosfera - globalni ekosistem Zemlje 155
§ 1. Biosfera kao jedna od ljuski Zemlje 155
§ 2. Sastav i granice biosfere 161
§ 3. Krug supstanci u prirodi 168
§ 4. Biogeohemijski ciklusi najvitalnijih nutrijenata 172
Poglavlje 7. Prirodni ekosistemi Zemlje kao horološke jedinice biosfere 181
§ 1. Klasifikacija prirodnih ekosistema biosfere na osnovu pejzaža 181
§ 2. Kopneni biomi (ekosistemi) 190
§ 3. Slatkovodni ekosistemi 198
§ 4. Morski ekosistemi 207
§ 5. Integritet biosfere kao globalnog ekosistema 213
Poglavlje 8. Glavni pravci evolucije biosfere 217
§ 1. Učenje V. I. Vernadskog o biosferi 217
§ 2. Biodiverzitet biosfere kao rezultat njene evolucije 223
§ 3. 0 regulatorni uticaj biote na životnu sredinu 226
§ 4. Noosfera kao nova faza u evoluciji biosfere 230
Treći dio. LJUDSKA EKOLOGIJA 234
Poglavlje 9. Biosocijalna priroda čovjeka i ekologija 234
§ 1. Čovjek kao biološka vrsta 235
§ 2. Populacione karakteristike osobe 243
§ 3. Prirodni resursi Zemlje kao ograničavajući faktor opstanka ljudi 250
Poglavlje 10. Antropogeni ekosistemi 258
§ 1. Čovjek i ekosistemi 258
§ 2. Poljoprivredni ekosistemi (agroekosistemi) 263
§ 3. Industrijsko-urbani ekosistemi 266
Poglavlje 11. Ekologija i zdravlje ljudi 271
§ 1. Uticaj prirodnih i ekoloških faktora na zdravlje ljudi 271
§ 2. Uticaj društvenih i ekoloških faktora na zdravlje ljudi 274
§ 3. Higijena i zdravlje ljudi 282
Dio II. PRIMIJENJENA EKOLOGIJA
Četvrti dio. ANTROPOGENI UTICAJI NA BIOSFERU 286
Poglavlje 12. Glavni tipovi antropogenih uticaja na biosferu 286
Poglavlje 13. Antropogeni uticaji na atmosferu 295
§ 1. Zagađenje vazduha 296
§ 2. Glavni izvori zagađivanja vazduha 299
§ 3. Ekološke posljedice zagađenja atmosfere 302
§ 4. Ekološke posljedice globalnog zagađenja atmosfere 307
Poglavlje 14. Antropogeni uticaji na hidrosferu 318
§ 1. Zagađenje hidrosfere 318
§ 2. Ekološke posljedice zagađenja hidrosfere 326
§ 3. Pražnjenje podzemnih i površinskih voda 331
Poglavlje 15. Antropogeni uticaji na litosferu 337
§ 1. Uticaji na tlo 338
§ 2. Udari na stijene i njihove masive 352
§ 3. Uticaji na podzemlje 360
Poglavlje 16. Antropogeni uticaji na biotičke zajednice 365
§ 1. Vrijednost šume u prirodi i životu čovjeka 365
§ 2. Antropogeni uticaji na šume i druge biljne zajednice 369
§ 3. Ekološke posledice uticaja čoveka na biljni svet 372
§ 4. Vrijednost životinjskog svijeta u biosferi 377
§ 5. Ljudski uticaj na životinje i uzroci njihovog izumiranja 379
Poglavlje 17. Posebne vrste uticaja na biosferu 385
§ 1. Zagađenje životne sredine otpadom od proizvodnje i potrošnje 385
§ 2 Izloženost buci 390
§ 3. Biološka kontaminacija 393
§ 4. Uticaj elektromagnetnih polja i zračenja 395
Poglavlje 18. Ekstremni uticaji na biosferu 399
§ 1. Uticaj oružja za masovno uništenje 400
§ 2. Uticaj ekoloških katastrofa izazvanih čovjekom 403
§ 3. Prirodne katastrofe 408
Dio pet. ZAŠTITA I ZAŠTITA ŽIVOTNE SREDINE 429
Poglavlje 19. Osnovni principi zaštite životne sredine i racionalnog upravljanja prirodom 429
Poglavlje 20. Inženjerska zaštita životne sredine 437
§ 1. Osnovni pravci inženjerske zaštite životne sredine 437
§ 2. Regulacija kvaliteta životne sredine 443
§ 3. Zaštita atmosfere 451
§ 4. Zaštita hidrosfere 458
§ 5. Zaštita litosfere 471
§ 6. Zaštita biotičkih zajednica 484
§ 7. Zaštita životne sredine od posebnih vrsta uticaja 500
Poglavlje 21. Osnove prava životne sredine 516
§ 1. Izvori prava životne sredine 516
§ 2. Državni organi za zaštitu životne sredine 520
§ 3. Standardizacija i sertifikacija životne sredine 522
§ 4. Ekološka ekspertiza i procjena uticaja na životnu sredinu (EIA) 524
§ 5. Upravljanje životnom sredinom, revizija i sertifikacija 526
§ 6. Koncept ekološkog rizika 528
§ 7. Monitoring životne sredine (monitoring životne sredine) 531
§ 8. Kontrola životne sredine i društveni ekološki pokreti 537
§ 9. Ekološka prava i obaveze građana 540
§ 10. Pravna odgovornost za ekološke prekršaje 543
Poglavlje 22. Ekologija i ekonomija 547
§ 1. Ekološko i ekonomsko računovodstvo prirodnih resursa i zagađivača 549
§ 2. Licenca, ugovor i ograničenja za korišćenje prirodnih resursa 550
§ 3. Novi mehanizmi finansiranja zaštite životne sredine 552
§ 4. Koncept koncepta održivog razvoja 556
Poglavlje 23
§ 1. Antropocentrizam i ekocentrizam. Formiranje nove ekološke svijesti 560
§ 2. Ekološko obrazovanje, vaspitanje i kultura 567
Poglavlje 24. Međunarodna saradnja u oblasti ekologije 572
§ 1 Međunarodni objekti zaštite životne sredine 573
§ 2. Osnovni principi međunarodne saradnje u oblasti životne sredine 576
§ 3. Učešće Rusije u međunarodnoj ekološkoj saradnji 580
Ekološki manifest (prema N. F. Reimersu) (umjesto zaključka) 584
Osnovni pojmovi i definicije iz oblasti ekologije, zaštite životne sredine i upravljanja prirodom 586
Indeks 591
PREPORUČENA LITERATURA 599
Da biste suzili rezultate pretraživanja, možete precizirati upit navođenjem polja za pretraživanje. Lista polja je prikazana iznad. Na primjer:
Možete pretraživati u više polja istovremeno:
logički operatori
Zadani operator je I.
Operater I znači da dokument mora odgovarati svim elementima u grupi:
istraživanje i razvoj
Operater ILI znači da dokument mora odgovarati jednoj od vrijednosti u grupi:
studija ILI razvoj
Operater NE isključuje dokumente koji sadrže ovaj element:
studija NE razvoj
Vrsta pretrage
Kada pišete upit, možete odrediti način na koji će se fraza tražiti. Podržane su četiri metode: pretraživanje s morfologijom, bez morfologije, pretraživanje po prefiksu, pretraživanje po frazi.
Podrazumevano, pretraga se zasniva na morfologiji.
Za pretraživanje bez morfologije, dovoljno je staviti znak "dolar" ispred riječi u frazi:
$ studija $ razvoj
Da biste tražili prefiks, morate staviti zvjezdicu nakon upita:
studija *
Da biste tražili frazu, morate upit staviti u dvostruke navodnike:
" istraživanje i razvoj "
Traži po sinonimima
Da biste uključili sinonime riječi u rezultate pretraživanja, stavite znak hash " #
" ispred riječi ili prije izraza u zagradama.
Kada se primijeni na jednu riječ, za nju će se pronaći do tri sinonima.
Kada se primijeni na izraz u zagradi, svakoj riječi će se dodati sinonim ako je pronađen.
Nije kompatibilno s pretraživanjem bez morfologije, prefiksa ili fraze.
# studija
grupisanje
Zagrade se koriste za grupisanje fraza za pretraživanje. Ovo vam omogućava da kontrolišete logičku logiku zahteva.
Na primjer, trebate podnijeti zahtjev: pronaći dokumente čiji je autor Ivanov ili Petrov, a naslov sadrži riječi istraživanje ili razvoj:
Približna pretraga riječi
Za približnu pretragu, morate staviti tildu " ~ " na kraju riječi u frazi. Na primjer:
brom ~
Pretraga će pronaći riječi kao što su "brom", "rum", "prom" itd.
Opciono možete odrediti maksimalan broj mogućih izmjena: 0, 1 ili 2. Na primjer:
brom ~1
Podrazumevano je 2 uređivanja.
Kriterijum blizine
Da biste pretraživali po blizini, morate staviti tildu " ~ " na kraju fraze. Na primjer, da pronađete dokumente sa riječima istraživanje i razvoj unutar 2 riječi, koristite sljedeći upit:
" istraživanje i razvoj "~2
Relevantnost izraza
Da biste promijenili relevantnost pojedinih izraza u pretraživanju, koristite znak " ^
" na kraju izraza, a zatim naznačite nivo relevantnosti ovog izraza u odnosu na ostale.
Što je nivo viši, to je dati izraz relevantniji.
Na primjer, u ovom izrazu riječ "istraživanje" je četiri puta relevantnija od riječi "razvoj":
studija ^4 razvoj
Podrazumevano, nivo je 1. Važeće vrednosti su pozitivan realan broj.
Traži unutar intervala
Da biste odredili interval u kojem treba biti vrijednost nekog polja, trebali biste navesti granične vrijednosti u zagradama, odvojene operatorom TO.
Izvršit će se leksikografsko sortiranje.
Takav upit će vratiti rezultate sa autorom počevši od Ivanova i završavajući sa Petrovom, ali Ivanov i Petrov neće biti uključeni u rezultat.
Da biste uključili vrijednost u interval, koristite uglaste zagrade. Koristite vitičaste zagrade za izbjegavanje vrijednosti.
(Dokument)
n1.doc
Ime: CD Ekologija: elektronski udžbenik. Udžbenik za univerzitete
godina: 2009
Izdavač: KnoRus
ISBN: 539000289X
ISBN-13 (EAN): 9785390002896
tekst je preuzet iz elektronskog udžbenika
Odjeljak I. Opća ekologija
UVOD Ekologija i kratak pregled njenog razvoja
1. Predmet i zadaci ekologije
Najčešća definicija ekologije kao naučne discipline je sljedeća: ekologija nauka koja proučava uslove postojanja živih organizama i odnos između organizama i njihovog okruženja. Pojam "ekologija" (od grčkog "oikos" - kuća, stan i "logos" - učenje) prvi je u biološku nauku uveo njemački naučnik E. Haeckel 1866. godine. U početku se ekologija razvijala kao sastavni dio biološke nauke. , u bliskoj povezanosti sa drugim prirodnim naukama - hemijom, fizikom, geologijom, geografijom, naukom o tlu, matematikom.
Predmet ekologije je ukupnost ili struktura odnosa između organizama i životne sredine. Glavni predmet proučavanja ekologije ekosistemi, tj. ujedinjeni prirodni kompleksi formirani od živih organizama i životne sredine. Osim toga, njeno područje stručnosti uključuje studij određene vrste organizama(nivo organizma), njihov populacije tj. skupovi jedinki iste vrste (nivo populacija-vrsta), skupovi populacija, odnosno biotičke zajednice biocenozama(biocenotski nivo) i biosfera općenito (biosferski nivo).
Glavni, tradicionalni, dio ekologije kao biološke nauke je opšta ekologija, koja proučava opće zakonitosti odnosa bilo kojeg živog organizma i okoline (uključujući čovjeka kao biološko biće).
Kao dio opće ekologije izdvajaju se sljedeće glavne sekcije:
autekologija, istraživanje individualnih odnosa pojedinačnog organizma (vrste, jedinke) sa okolinom;
populacijska ekologija(demoekologija), čiji je zadatak proučavanje strukture i dinamike populacija pojedinih vrsta. Populaciona ekologija se takođe smatra posebnom granom autekologije;
sinekologija(biocenologija), koja proučava odnos populacija, zajednica i ekosistema sa životnom sredinom.
Za sve ove oblasti, glavna stvar je studija opstanak živih bića u životnoj sredini, a zadaci sa kojima se suočavaju su pretežno biološke prirode proučavanje obrazaca prilagođavanja organizama i njihovih zajednica na životnu sredinu, samoregulaciju, održivost ekosistema i biosfere itd.
U gore navedenom shvatanju, opšta ekologija se često naziva bioekologija, kada žele da naglase njegovu biocentričnost.
Sa stanovišta vremenskog faktora, ekologija se diferencira na istorijski i evolucioni.
Osim toga, ekologija se klasificira prema specifičnim objektima i sredinama proučavanja, odnosno razlikuju ekologija životinja, ekologija biljaka i mikrobna ekologija.
U posljednje vrijeme uloga i značaj biosfere kao objekta ekološke analize kontinuirano raste. Posebno veliki značaj u savremenoj ekologiji pridaje se problemima interakcije čoveka sa prirodnim okruženjem. Napredak ovih sekcija u nauci o životnoj sredini povezan je sa naglim povećanjem međusobnog negativnog uticaja čoveka i životne sredine, povećanom ulogom ekonomskih, društvenih i moralnih aspekata, u vezi sa oštro negativnim posledicama naučno-tehnološkog napretka.
Dakle, savremena ekologija nije ograničena samo na okvire biološke discipline, koja tretira odnos uglavnom životinja i biljaka sa okolinom, ona se pretvara u interdisciplinarnu nauku koja proučava najsloženije probleme čovekove interakcije sa okolinom. Hitnost i svestranost ovog problema, uzrokovanog pogoršanjem ekološke situacije u svjetskim razmjerima, dovela je do „ozelenjavanja“ mnogih prirodnih, tehničkih i humanističkih nauka.
Na primjer, na raskrsnici ekologije sa drugim granama znanja nastavlja se razvoj novih oblasti kao što su inženjerska ekologija, geoekologija, matematička ekologija, poljoprivredna ekologija, ekologija prostora itd.
Shodno tome, sam pojam "ekologija" dobio je šire tumačenje, a ekološki pristup u proučavanju interakcije ljudskog društva i prirode prepoznat je kao temeljni.
Ekološki problemi Zemlje kao planete se intenzivno razvijaju globalna ekologija, čiji je glavni predmet proučavanja biosfera kao globalni ekosistem. Trenutno postoje posebne discipline kao npr socijalna ekologija, proučavajući odnos u sistemu "ljudsko društvo - priroda", i njegov dio ljudska ekologija(antropoekologija), koja se bavi interakcijom čovjeka kao biosocijalnog bića sa vanjskim svijetom.
Moderna ekologija je usko povezana s politikom, ekonomijom, pravom (uključujući međunarodno pravo), psihologijom i pedagogijom, jer je samo u savezu s njima moguće prevazići tehnokratsku paradigmu mišljenja i razviti novi tip ekološke svijesti koja radikalno mijenja ponašanje ljudi. u odnosu na prirodu.
Sa znanstvenog i praktičnog stanovišta, podjela ekologije na teorijsku i primijenjenu je sasvim opravdana.
Teorijska ekologija otkriva opšte zakone organizacije života.
Primijenjena ekologija proučava mehanizme uništavanja biosfere od strane čovjeka, načine sprječavanja ovog procesa i razvija principe racionalnog korištenja prirodnih resursa. Naučna osnova primenjene ekologije je sistem opštih ekoloških zakona, pravila i principa.
Na osnovu navedenih koncepata i pravaca, proizilazi da su zadaci ekologije veoma raznoliki.
Uopšteno govoreći, to uključuje:
razvoj opšte teorije održivosti ekoloških sistema;
proučavanje ekoloških mehanizama adaptacije na životnu sredinu;
proučavanje regulacije stanovništva;
proučavanje biološke raznovrsnosti i mehanizama njenog održavanja;
proučavanje proizvodnih procesa;
proučavanje procesa koji se odvijaju u biosferi u cilju održavanja njene stabilnosti;
modeliranje stanja ekosistema i globalnih biosferskih procesa.
Glavni primijenjeni zadaci koje ekologija trenutno mora riješiti su sljedeći:
predviđanje i procjena mogućih negativnih posljedica u prirodnoj sredini pod uticajem ljudskih aktivnosti;
poboljšanje kvaliteta životne sredine;
optimizacija inženjerskih, ekonomskih, organizacionih, pravnih, socijalnih ili drugih rješenja kako bi se osigurao ekološki siguran održivi razvoj, prvenstveno u ekološki najugroženijim područjima.
strateški cilj ekologija se smatra razvojem teorije interakcije između prirode i društva zasnovane na novom gledištu koje ljudsko društvo smatra sastavnim dijelom biosfere.
Ekologija danas postaje jedna od najvažnijih prirodnih nauka, a od njenog napretka zavisiće, kako veruju mnogi ekolozi, samo postojanje čoveka na našoj planeti.
2. Kratak pregled istorije razvoja ekologije
U istoriji razvoja ekologije mogu se izdvojiti tri glavne faze.
Prva faza nastanak i formiranje ekologije kao nauke (do 60-ih godina 19. vijeka). U ovoj fazi prikupljeni su podaci o odnosu živih organizama sa njihovom okolinom i napravljene su prve naučne generalizacije.
U XVII-XVIII vijeku. ekološke informacije su imale značajan udio u mnogim biološkim opisima (A. Réaumur, 1734; A. Tremblay, 1744, itd.). Elementi ekološkog pristupa sadržani su u studijama ruskih naučnika I. I. Lepekina, A. F. Middendorfa, S. P. Krašennikova, francuskog naučnika J. Buffona, švedskog prirodnjaka C. Linnaeusa, njemačkog naučnika G. Yeagera i drugih.
U istom periodu, J. Lamarck (1744-1829) i T. Malthus (1766-1834) su prvi put upozorili čovječanstvo na moguće negativne posljedice ljudskog uticaja na prirodu.
Druga faza registracija ekologije kao samostalne grane znanja (nakon 60-ih godina 19. vijeka). Početak etape obilježilo je objavljivanje radova ruskih naučnika K.F. Rulye (1814-1858), N.A. Severtsova (1827-1885), V.V. izgubili su na značaju do danas. Nije slučajno što američki ekolog Yu. Odum (1975) smatra VV Dokučajeva jednim od osnivača ekologije. Krajem 70-ih godina. devetnaesto stoljece Njemački hidrobiolog K. Möbius (1877) uvodi najvažniji koncept biocenoze kao pravilne kombinacije organizama u određenim uvjetima okoline.
Neprocjenjiv doprinos razvoju temelja ekologije dao je Charles Darwin (1809-1882) koji je otkrio glavne faktore u evoluciji organskog svijeta. Ono što je Ch. Darwin nazvao "borbom za postojanje" sa evolutivnih pozicija može se tumačiti kao odnos živih bića sa spoljašnjim, abiotičkim okruženjem i međusobno, odnosno sa biotičkom sredinom.
Njemački evolucijski biolog E. Haeckel (1834-1919) prvi je shvatio da je ovo samostalna i vrlo važna oblast biologije i nazvao ju je ekologija (1866). U svom temeljnom djelu “Opća morfologija organizama” napisao je: “Pod ekologijom podrazumijevamo zbir znanja vezanih za ekonomiju prirode: proučavanje sveukupnosti odnosa između životinje i okoline, kako organske tako i neorganske. , a prije svega njegove prijateljske ili neprijateljske odnose s onim životinjama i biljkama s kojima direktno ili indirektno dolazi u kontakt. Jednom riječju, ekologija je proučavanje svih složenih odnosa koje je Darwin nazvao "uslovi koji dovode do borbe za postojanje".
Kao samostalna nauka, ekologija se konačno oblikovala početkom dvadesetog veka. U tom periodu američki naučnik C. Adams (1913) napravio je prvi sažetak ekologije, objavljene su i druge važne generalizacije i izvještaji (W. Shelford, 1913, 1929; C. Elton, 1927; R. Hesse, 1924; K. Raunker, 1929 i dr.). Najveći ruski naučnik dvadesetog veka. V. I. Vernadsky stvara temeljnu doktrinu o biosferi.
U 30-im i 40-im godinama. ekologija se podigla na viši nivo kao rezultat novog pristupa proučavanju prirodnih sistema. Prvo je A. Tensley (1935) iznio koncept ekosistema, a nešto kasnije V. N. Sukachev (1940) je potkrijepio sličan koncept biogeocenoze. Treba napomenuti da je nivo domaće ekologije u 20-40-im godinama. bio jedan od najnaprednijih u svijetu, posebno u oblasti fundamentalnih istraživanja. Tokom ovog perioda, istaknuti naučnici kao što su akademik V.I. Vernadsky i V.N. Sukachev, kao i istaknuti ekolozi V.V. Stanchinsky, E.S. Bauer, G.G.Gauze, V.N.A.N. Formozov, D.N.Kashkarov i drugi.
U drugoj polovini dvadesetog veka. U vezi sa zagađenjem životne sredine i naglim povećanjem uticaja čoveka na prirodu, ekologija je od posebnog značaja.
Počinje treća faza(50-te godine 20. vijeka - do danas) transformacija ekologije u kompleksnu nauku, uključujući nauke o zaštiti prirodne i čovjekove sredine. Od rigorozne biološke nauke, ekologija se pretvara u "značajan ciklus znanja, koji uključuje dijelove geografije, geologije, hemije, fizike, sociologije, teorije kulture, ekonomije..." (Reimers, 1994).
Savremeni period razvoja ekologije povezan je sa imenima velikih stranih naučnika kao što su J. Odum, J. M. Andersen, E. Pianka, R. Ricklefs, M. Bigon, A. Schweitzer, J. Harper, R. Whittaker, N. Borlaug, T. Miller, B. Nebel i dr. Od domaćih naučnika treba navesti I. P. Gerasimova, A. M. Giljarova, V. G. Gorškova, Yu. A. Izraela, K. S. Loseva, N. N. Moisejeva, N. P. Naumova, N. F. Rozanova, V. V. Yu. Yablokova, A. L. Yanshin i drugi.
Prvi ekološki akti u Rusiji poznati su iz 9.-12. veka. (na primjer, kodeks zakona Jaroslava Mudrog "Ruska istina", koji je utvrdio pravila za zaštitu lovišta i pčelarskih zemljišta). U XIV-XVII vijeku. na južnim granicama ruske države postojale su "posječene šume", svojevrsno zaštićeno područje, gdje su bile zabranjene ekonomske sječe. Istorija je sačuvala više od 60 ekoloških dekreta Petra I. Pod njim je počelo proučavanje najbogatijih prirodnih resursa Rusije. Godine 1805. u Moskvi je osnovano društvo istraživača prirode. Krajem devetnaestog - početkom dvadesetog veka. postojao je pokret za zaštitu retkih objekata prirode. Radovi istaknutih naučnika V. V. Dokučajeva, K. M. Baera, G. A. Koževnikova, I. P. Borodina, D. N. Anučina, S. V. Zavadskog i drugih postavili su naučne temelje za očuvanje prirode.
Početak aktivnosti na zaštiti životne sredine sovjetske države poklopio se sa nizom prvih dekreta, počevši od „Dekreta o zemljištu“ od 26. oktobra 1917. godine, koji je postavio temelje za upravljanje prirodom u zemlji.
U tom periodu rođena je i dobila zakonodavni izraz glavna vrsta ekološke djelatnosti Zaštita prirode.
U periodu 30-40-ih godina, u vezi sa eksploatacijom prirodnih resursa, uzrokovanim uglavnom rastom industrijalizacije u zemlji, zaštita prirode je počela da se smatra „jedinstvenim sistemom mera koje imaju za cilj zaštitu, razvoj, kvalitativno obogaćivanje“. i racionalno korišćenje prirodnih resursa." fondovi zemlje" (iz rezolucije Prvog sveruskog kongresa o zaštiti prirode, 1929.).
Tako se u Rusiji pojavljuje nova vrsta ekoloških aktivnosti racionalno korišćenje prirodnih resursa.
U 50-im godinama. dalji razvoj proizvodnih snaga u zemlji, jačanje negativnog uticaja čoveka na prirodu uslovilo je stvaranje drugog oblika koji reguliše interakciju društva i prirode, zaštita ljudskih staništa. U ovom periodu donose se republički zakoni o zaštiti prirode, koji proklamuju integralni pristup prirodi ne samo kao izvoru prirodnih resursa, već i kao ljudskom staništu. Nažalost, Lisenkova pseudonauka je ipak trijumfovala, a riječi IV Michurina o potrebi da se ne čeka milost prirode kanonizirane su.
U 60-80-im godinama. gotovo svake godine usvojene su vladine uredbe za jačanje zaštite prirode (o zaštiti basena Volge i Urala, Azovskog i Crnog mora, jezera Ladoga, Bajkala, industrijskih gradova Kuzbasa i Donbasa, arktičke obale). Nastavljen je proces kreiranja ekološkog zakonodavstva, a doneseni su i zemljišni, vodni, šumski i drugi zakoni.
Ove rezolucije i usvojeni zakoni, kako je pokazala praksa njihove primjene, nisu dali potrebne rezultate - štetni antropogeni uticaji na prirodu su se nastavljali.
3. Značaj ekološkog obrazovanja
Ekološko obrazovanje ne pruža samo naučna znanja iz oblasti ekologije, već je i važna karika u ekološkom obrazovanju budućih stručnjaka. To implicira usađivanje visoke ekološke kulture, sposobnosti brige o prirodnim resursima itd. Drugim riječima, specijalisti, u našem slučaju inženjersko-tehničkog profila, treba da formiraju novu ekološku svijest i razmišljanje, čija je suština je da je osoba dio prirode, a očuvanje prirode je očuvanje punog ljudskog života.
Ekološka znanja neophodna su svakom čovjeku kako bi se ispunio san mnogih generacija mislilaca o stvaranju čovjekove okoline dostojne, za koju je potrebno graditi lijepe gradove, razvijati proizvodne snage tako savršene da bi mogle osigurati sklad čovjeka i priroda. Ali ta harmonija je nemoguća ako su ljudi neprijateljski raspoloženi jedni prema drugima i, još više, ako postoje ratovi, što je, nažalost, slučaj. Kao što je američki ekolog B. Commoner ispravno primijetio ranih 1970-ih: „Traganje za porijeklom bilo kojeg problema u vezi s okolišem vodi do neosporne istine da korijenski uzrok krize ne leži u načinu na koji ljudi komuniciraju s prirodom, već u tome kako oni međusobno djeluju… i da, konačno, miru između ljudi i prirode mora prethoditi mir među ljudima.”
Trenutno spontani razvoj odnosa sa prirodom predstavlja opasnost za postojanje ne samo pojedinačnih objekata, teritorija država itd., već i čitavog čovječanstva.
To se objašnjava činjenicom da je osoba usko povezana sa živom prirodom, porijeklom, materijalnim i duhovnim potrebama, ali, za razliku od drugih organizama, te veze su poprimile takve razmjere i oblike da to može dovesti (i već vodi!) Do skoro potpunog uključivanja živih pokrivača, planeta (biosfera) u životni oslonac modernog društva, stavljajući čovječanstvo na na ivici ekološke katastrofe.
Čovek, zahvaljujući umu koji mu je dala priroda, nastoji da sebi obezbedi „udobne” uslove okoline, nastoji da bude nezavisan od njenih fizičkih faktora, na primer, od klime, od nedostatka hrane, da se reši životinja i biljke štetne za njega (ali nimalo "štetne" za ostatak živog svijeta!) itd. Stoga se čovjek prvenstveno razlikuje od drugih vrsta po tome što s prirodom komunicira kroz kultura, tj. čovječanstvo u cjelini, razvijajući se, stvara kulturno okruženje na Zemlji zahvaljujući prenošenju s generacije na generaciju svog radnog i duhovnog iskustva. Ali, kao što je primetio K. Marx, "kultura, ako se razvija spontano, a ne usmerava se svesno... ostavlja za sobom pustinju."
Samo znanje o tome kako se njima upravlja može zaustaviti spontani razvoj događaja, a u slučaju ekologije to znanje treba da „ovlada masom“, barem većinom društva, što je moguće samo kroz opšte ekološko obrazovanje ljudi. od škole do univerziteta.
Ekološka znanja omogućavaju da se shvati pogubnost rata i sukoba među ljudima, jer iza toga ne stoji samo smrt pojedinaca, pa čak i civilizacija, jer će to dovesti do opšte ekološke katastrofe, do smrti čitavog čovječanstva. To znači da je najvažniji od ekoloških uslova za opstanak čovjeka i svih živih bića miran život na Zemlji. To je ono čemu ekološki obrazovan čovek treba i težiće.
Ali bilo bi nepravedno cijelu ekologiju graditi "oko" samo čovjeka. Uništavanje prirodne sredine ima štetne posljedice po život ljudi. Ekološko znanje mu omogućava da shvati da su čovjek i priroda jedinstvena cjelina, a ideje o njegovoj dominaciji nad prirodom prilično su iluzorne i primitivne.
Ekološki obrazovana osoba neće dozvoliti spontani odnos prema životu oko sebe. On će se boriti protiv ekološkog varvarstva, a ako takvi ljudi postanu većina u našoj zemlji, osigurat će normalan život svojim potomcima, odlučno stati u zaštitu divljači od pohlepnog napada "divlje" civilizacije, transformirati i unaprijediti civilizaciju pronalaženje najboljih „ekološki prihvatljivih“ opcija za odnos između prirode i društva.
U Rusiji i zemljama ZND-a velika pažnja se poklanja ekološkom obrazovanju. Interparlamentarna skupština država članica ZND usvojila je Preporučni zakonski akt o ekološkom obrazovanju stanovništva (1996) i druge dokumente, uključujući Koncept obrazovanja o životnoj sredini.
Ekološko obrazovanje, kako je naznačeno u preambuli Koncepta, ima za cilj da razvije i konsoliduje naprednije stereotipe ponašanja ljudi koji imaju za cilj:
1) ušteda prirodnih resursa;
2) sprečavanje neopravdanog zagađivanja životne sredine;
3) široko rasprostranjeno očuvanje prirodnih ekosistema;
4) poštovanje normi ponašanja i suživota prihvaćenih od međunarodne zajednice;
5) formiranje svjesne spremnosti za aktivno lično učešće u tekućim ekološkim aktivnostima i njihovu izvodljivu finansijsku podršku;
6) pomoć u sprovođenju zajedničkih ekoloških akcija i sprovođenju jedinstvene ekološke politike u ZND.
Trenutno se kršenje ekoloških zakona može zaustaviti samo podizanjem na odgovarajuću visinu ekološka kultura svakog člana društva, a to se može učiniti, prije svega, kroz edukaciju, kroz izučavanje osnova ekologije, što je posebno važno za specijaliste iz oblasti tehničkih nauka, prije svega za građevinske inženjere, inženjere iz oblasti ekologije. hemija, petrohemija, metalurgija, mašinstvo, prehrambena i ekstraktivna industrija itd. Ovaj udžbenik je namenjen širokom krugu studenata koji studiraju u tehničkim oblastima i specijalnostima univerziteta. Prema namjeri autora, trebalo bi dati glavne ideje u glavnim područjima teorijske i primijenjene ekologije i postaviti temelje za ekološku kulturu budućeg specijaliste, zasnovanu na dubokom razumijevanju najviše vrijednosti - skladnog razvoja čovjeka. i priroda.
test pitanja
1. Šta je ekologija i šta je predmet njenog proučavanja?
2. Koja je razlika između zadataka teorijske i primijenjene ekologije?
3. Faze istorijskog razvoja ekologije kao nauke. Uloga domaćih naučnika u njegovom formiranju i razvoju.
4. Šta je zaštita životne sredine i koji su njeni glavni vidovi?
5. Zašto je potrebno svakom članu društva, uključujući inženjerske i tehničke radnike, ekološka kultura i ekološko obrazovanje?
Poglavlje 1
1.1. Glavni nivoi organizacije života i ekologija
Gen, ćelija, organ, organizam, populacija, zajednica (biocenoza) - glavni nivoi organizacije života. Ekologija proučava nivoe biološke organizacije od organizma do ekosistema. Ona se zasniva, kao i sva biologija, na teorija evolucijskog razvoja organski svijet Ch. Darwina, zasnovan na idejama o prirodna selekcija. U pojednostavljenom obliku, to se može predstaviti na sljedeći način: kao rezultat borbe za postojanje opstaju najprilagođeniji organizmi, koji prenose korisne osobine koje osiguravaju opstanak svom potomstvu, koje ih može dalje razvijati, osiguravajući stabilno postojanje ovog vrsta organizama u datim specifičnim uslovima sredine. Ako se ti uvjeti promijene, tada preživljavaju organizmi sa osobinama koje su povoljnije za nove uslove, koje im se prenose nasljeđem, itd.
Materijalističke ideje o poreklu života i evoluciona teorija Čarlsa Darvina mogu se objasniti samo sa stanovišta nauke o životnoj sredini. Stoga nije slučajno što se nakon Darwinovog otkrića (1859.) pojavio termin "ekologija" E. Haeckel-a (1866.). Uloga životne sredine, odnosno fizičkih faktora, u evoluciji i postojanju organizama je nesumnjiva. Ovo okruženje se zvalo abiotički, a nazivaju se njeni pojedinačni dijelovi (vazduh, voda itd.) i faktori (temperatura itd.). abiotske komponente, Za razliku od biotičke komponente predstavljen živom materijom. U interakciji sa abiotskom sredinom, odnosno sa abiotičkim komponentama, formiraju određene funkcionalne sisteme, gde su žive komponente i životna sredina „jedan celi organizam“.
Na sl. 1.1 gore navedene komponente su predstavljene u obliku nivoi biološke organizacije biološki sistemi koji se razlikuju po principima organizacije i razmerama pojava. Oni odražavaju hijerarhiju prirodnih sistema, u kojima manji podsistemi čine velike sisteme koji su i sami podsistemi većih sistema.
Rice. 1.1. Spektar nivoa biološke organizacije (prema Yu. Odumu, 1975.)
Osobine svakog pojedinačnog nivoa su mnogo složenije i raznovrsnije od prethodnog. Ali to se može objasniti samo djelimično na osnovu podataka o svojstvima prethodnog nivoa. Drugim riječima, svojstva svakog uzastopnog biološkog nivoa ne mogu se predvidjeti iz svojstava pojedinih komponenti njegovih nižih nivoa, kao što se svojstva vode ne mogu predvidjeti iz svojstava kisika i vodonika. Takav fenomen se zove emergence prisustvo sistemske celine posebnih svojstava koja nisu svojstvena njenim podsistemima i blokovima, kao i zbir drugih elemenata koji nisu ujedinjeni okosnim vezama.
Ekologija proučava desnu stranu "spektra" prikazanog na sl. 1.1, odnosno nivoi biološke organizacije od organizama do ekosistema. U ekologiji Tijelo se posmatra kao kompletan sistem interakcija sa okolinom, kako abiotičkom tako i biotičkom. U ovom slučaju, naše vidno polje uključuje takav skup kao vrste, koji se sastoji od sličnih pojedinci, koji, ipak, pojedinci razlikuju jedno od drugog. Oni su različiti isto kao što je jedna osoba različita od druge, koja također pripada istoj vrsti. Ali sve ih ujedinjuje isto genski fond , što osigurava njihovu sposobnost reprodukcije unutar vrste. Ne može biti potomaka od jedinki različitih vrsta, čak i blisko povezanih, ujedinjenih u jedan rod, a da ne govorimo o porodici i većim taksonima, koji ujedinjuju još "dalje rođake".
Budući da svaki pojedinac (pojedinac) ima svoje specifičnosti, njihov odnos prema stanju životne sredine, prema uticaju njenih faktora je različit. Na primjer, neke jedinke možda neće moći izdržati porast temperature i umrijeti, ali populacija cijele vrste preživljava na račun drugih jedinki koje su prilagođenije povišenim temperaturama.
stanovništva, u svom najopštijem obliku, je skup jedinki iste vrste. Genetičari obično dodaju kao obaveznu tačku sposobnost ove populacije da se sama reprodukuje. Ekolozi, uzimajući u obzir obje ove karakteristike, ističu određenu prostorno i vremensku izolovanost sličnih populacija iste vrste (Gilyarov, 1990).
Prostorna i vremenska izolacija sličnih populacija odražava stvarnu prirodnu strukturu biote. U stvarnom prirodnom okruženju mnoge vrste su raštrkane na ogromnim površinama, pa je potrebno proučavati određenu grupu vrsta unutar određene teritorije. Neke od grupacija se prilično dobro prilagođavaju lokalnim uslovima, formirajući tzv ekotip. Ova čak i mala grupa genetski srodnih jedinki može stvoriti veliku populaciju, i to vrlo stabilnu tokom prilično dugog vremena. Tome olakšavaju prilagodljivost jedinki na abiotičku sredinu, intraspecifična konkurencija itd.
Međutim, prave grupe i naselja sa jednom vrstom ne postoje u prirodi, a obično imamo posla sa grupama koje se sastoje od više vrsta. Takve grupe se nazivaju biološke zajednice ili biocenoze.
Biocenoza- skup kohabitirajućih populacija različitih vrsta mikroorganizama, biljaka i životinja. Termin "biocenoza" prvi je upotrebio Möbius (1877), proučavajući grupu organizama u obali kamenica, odnosno od samog početka ova zajednica organizama je bila ograničena određenim "geografskim" prostorom, u ovom slučaju, granice plićaka. Ovo područje je kasnije dobilo ime biotop koji se odnosi na uslove životne sredine na određenom području: vazduh, vodu, zemljište i stene ispod njih. U tom okruženju postoji vegetacija, fauna i mikroorganizmi koji čine biocenozu.
Jasno je da komponente biotopa ne postoje samo jedna pored druge, već aktivno djeluju jedna na drugu, stvarajući određeni biološki sistem, koji je akademik V.N. Sukachev nazvao biogeocenoza. U ovom sistemu, ukupnost abiotičkih i biotičkih komponenti ima „...svoju, posebnu specifičnost interakcija” i „određenu vrstu razmene materije i energije između sebe i drugih prirodnih pojava i predstavlja unutrašnje kontradiktorno dijalektičko jedinstvo, koje je u stalnom kretanju, razvoju“ (Sukačev, 1971). Shema biogeocenoze prikazana je na sl. 1.2. Ovu dobro poznatu shemu V. N. Sukačeva ispravio je G. A. Novikov (1979).
Rice. 1.2. Shema biogeocenoze prema G. A. Novikovu (1979)
Termin "biogeocenoza" predložio je V. N. Sukachev kasnih 30-ih godina. Sukačeve ideje su kasnije bile osnova biogeocenologija čitav naučni pravac u biologiji, koji se bavi problemima interakcije živih organizama međusobno i sa njihovim abiotičkim okruženjem.
Međutim, nešto ranije, 1935. godine, engleski botaničar A. Tensley uveo je termin "ekosistem". Ekosistem, prema A. Tensleyu, "skup kompleksa organizama sa kompleksom fizičkih faktora okoline, tj. faktora staništa u širem smislu." Slične definicije imaju i drugi poznati ekolozi - Yu. Odum, K. Willy, R. Whittaker, K. Watt.
Brojni pristalice ekosistemskog pristupa na Zapadu smatraju pojmove "biogeocenoza" i "ekosistem" sinonimima, posebno Yu. Odum (1975, 1986).
Međutim, jedan broj ruskih naučnika ne dijele ovo mišljenje, videći određene razlike. Ipak, mnogi ne smatraju ove razlike značajnim i stavljaju znak jednakosti između ovih pojmova. Ovo je tim potrebnije jer se termin "ekosistem" široko koristi u srodnim naukama, posebno u ekološkim sadržajima.
Od posebnog značaja za alokaciju ekosistema su trofični, tj. nutritivni odnosi organizama koji regulišu cjelokupnu energiju biotičkih zajednica i cjelokupnog ekosistema u cjelini.
Prije svega, svi organizmi su podijeljeni u dvije velike grupe - autotrofi i heterotrofi.
autotrofna organizmi koriste neorganske izvore za svoje postojanje, stvarajući tako organsku materiju od neorganskih. Takvi organizmi uključuju fotosintetske zelene biljke kopna i vodenog okoliša, modrozelene alge, neke bakterije uslijed kemosinteze itd.
Budući da su organizmi prilično raznoliki po vrstama i oblicima ishrane, oni međusobno ulaze u složene trofičke interakcije, obavljajući tako najvažnije ekološke funkcije u biotičkim zajednicama. Neki od njih proizvode proizvode, drugi troše, treći ih pretvaraju u neorganski oblik. Zovu se redom: proizvođači, potrošači i razlagači.
Proizvođači proizvođači proizvoda kojima se potom hrane svi drugi organizmi to su kopnene zelene biljke, mikroskopske morske i slatkovodne alge koje proizvode organske tvari iz anorganskih spojeva.
Potrošači To su potrošači organskih materija. Među njima ima životinja koje jedu samo biljnu hranu biljojedi(krava) ili jedu samo meso drugih životinja mesožderi(predatori), kao i oni koji koriste oba "svejedi"(čovek, medved).
dekompozitori (destruktori)) redukcioni agensi. Oni vraćaju tvari iz mrtvih organizama natrag u neživu prirodu, razlažući organsku tvar u jednostavne anorganske spojeve i elemente (na primjer, u CO 2 , NO 2 i H 2 O). Vraćajući hranljive materije u tlo ili vodenu sredinu, oni završavaju biohemijski ciklus. To uglavnom čine bakterije, većina drugih mikroorganizama i gljivica. Funkcionalno, razlagači su isti potrošači, pa se često nazivaju mikropotrošači.
A. G. Bannikov (1977) smatra da insekti također igraju važnu ulogu u procesima razgradnje mrtve organske tvari i u procesima formiranja tla.
Mikroorganizmi, bakterije i drugi složeniji oblici, ovisno o staništu, dijele se na aerobik, tj. žive u prisustvu kiseonika, i anaerobni život u okruženju bez kiseonika.
1.2. Telo kao živi holistički sistem
Organizam je svako živo biće. Od nežive prirode se razlikuje po određenom skupu svojstava svojstvenih samo živoj materiji: ćelijska organizacija; metabolizam u vodećoj ulozi proteina i nukleinskih kiselina, obezbjeđujući homeostaza organizam samoobnavljanje i održavanje postojanosti svoje unutrašnje sredine. Žive organizme karakteriše kretanje, razdražljivost, rast, razvoj, razmnožavanje i nasljednost, kao i prilagodljivost uslovima postojanja adaptacija.
U interakciji sa abiotskom sredinom, organizam djeluje kao kompletan sistem, koji uključuje sve niže nivoe biološke organizacije (lijeva strana "spektra", vidi sliku 1.1). Svi ovi dijelovi tijela (geni, ćelije, ćelijska tkiva, cijeli organi i njihovi sistemi) su komponente preorganizma. Promjena u nekim dijelovima i funkcijama tijela neminovno povlači promjenu u drugim njegovim dijelovima i funkcijama. Dakle, u promjenjivim uvjetima postojanja, kao rezultat prirodne selekcije, određeni organi dobijaju prioritetni razvoj. Na primjer, snažan korijenski sistem u biljkama sušne zone (perjanica) ili "sljepoća" kao rezultat smanjenja očiju kod životinja koje postoje u mraku (krtica).
Živi organizmi imaju metabolizam, tj metabolizam odvijaju se mnoge hemijske reakcije. Primjer takvih reakcija je dah, koju su čak Lavoise i Laplace smatrali nekom vrstom sagorevanja, ili fotosinteza, preko koje zelene biljke vežu sunčevu energiju, a kao rezultat daljih metaboličkih procesa koristi je cijela biljka itd.
Kao što znate, u procesu fotosinteze, osim sunčeve energije, koriste se ugljični dioksid i voda. Ukupna hemijska jednačina za fotosintezu izgleda ovako:
gdje je C 6 H 12 O 6 energetski bogat molekul glukoze.
Gotovo sav ugljični dioksid (CO 2 ) dolazi iz atmosfere i tokom dana se njegovo kretanje usmjerava prema dolje prema biljkama, gdje se odvija fotosinteza i oslobađa kisik. Disanje je obrnuti proces, kretanje CO 2 noću je usmjereno prema gore i kisik se apsorbira.
Neki organizmi, bakterije, mogu stvoriti organska jedinjenja na račun drugih komponenti, na primjer, zbog jedinjenja sumpora. Takvi procesi se nazivaju hemosinteza.
Metabolizam u organizmu odvija se samo uz učešće posebnih makromolekularnih proteinskih supstanci enzimi djeluju kao katalizatori. Svaku biohemijsku reakciju tokom života organizma kontroliše određeni enzim, koji zauzvrat kontroliše jedan gen. Promjena gena tzv mutacija, dovodi do promjene biokemijske reakcije zbog promjene enzima, au slučaju nedostatka potonjeg, onda do gubitka odgovarajuće faze metaboličke reakcije.
Međutim, ne samo enzimi reguliraju metaboličke procese. Njima se pomaže koenzimi velike molekule, čiji su dio vitamini. vitamini posebne tvari koje su neophodne za metabolizam svih organizama bakterije, zelene biljke, životinje i ljudi. Nedostatak vitamina dovodi do bolesti, jer se ne stvaraju potrebni koenzimi, a metabolizam je poremećen.
Konačno, brojni metabolički procesi zahtijevaju specifične kemikalije tzv hormoni, koji se proizvode na različitim mjestima (organima) tijela i dostavljaju na druga mjesta krvlju ili difuzijom. Hormoni provode u bilo kojem organizmu opću hemijsku koordinaciju metabolizma i pomažu u ovom pitanju, na primjer, nervnom sistemu životinja i ljudi.
Na molekularnom genetičkom nivou, uticaj zagađivača, jonizujućeg i ultraljubičastog zračenja je posebno osetljiv. Oni uzrokuju narušavanje genetskih sistema, ćelijske strukture i inhibiraju djelovanje enzimskih sistema. Sve to dovodi do bolesti ljudi, životinja i biljaka, ugnjetavanja, pa čak i uništavanja vrsta organizama.
Metabolički procesi se odvijaju različitim intenzitetom tokom života organizma, čitavog puta njegovog individualnog razvoja. Ovaj put od rođenja do kraja života naziva se ontogeneza. Ontogeneza je skup uzastopnih morfoloških, fizioloških i biohemijskih transformacija koje tijelo prolazi kroz čitav životni period.
Ontogeneza uključuje rast organizma, odnosno povećanje tjelesne težine i veličine, i diferencijaciju, odnosno nastanak razlika između homogenih ćelija i tkiva, što ih dovodi do specijalizacije za obavljanje različitih funkcija u organizmu. Kod organizama sa spolnim razmnožavanjem, ontogeneza počinje oplođenom stanicom (zigotom). Aseksualnim razmnožavanjem - formiranjem novog organizma dijeljenjem majčinog tijela ili specijalizirane ćelije, pupoljkom, kao i iz rizoma, gomolja, lukovice itd.
Svaki organizam u ontogenezi prolazi kroz niz faza razvoja. Za organizme koji se spolno razmnožavaju, postoje germinal(embrionalni), postembrionalni(postembrionalni) i period razvoja odraslog organizma. Embrionalni period završava oslobađanjem embriona iz jajnih membrana, a u viviparnom rođenju. Bitan ekološki značaj za životinje ima početnu fazu postembrionalnog razvoja, koja se odvija prema tipu direktnog razvoja ili po vrsti metamorfoza prolazeći kroz stadij larve. U prvom slučaju dolazi do postepenog razvoja u odrasli oblik (piletina - piletina, itd.), u drugom - razvoj se događa prvo u obliku larve, koja postoji i hrani se sama prije nego što se pretvori u odraslu osobu (punoglavac - žaba). Kod brojnih insekata stadij larve vam omogućava da preživite nepovoljnu sezonu (niske temperature, suša itd.)
U ontogenezi biljaka postoje rast, razvoj(formira se odrasli organizam) i starenje(slabljenje biosinteze svih fizioloških funkcija i smrt). Glavna karakteristika ontogeneze viših biljaka i većine algi je izmjena aseksualne (sporofit) i polne (hematofit) generacije.
Procesi i pojave koji se odvijaju na ontogenetskom nivou, odnosno na nivou pojedinca (individue), neophodna su i veoma bitna karika u funkcionisanju svih živih bića. Procesi ontogeneze mogu biti poremećeni u bilo kojoj fazi dejstvom hemijskog, svetlosnog i termičkog zagađenja životne sredine i mogu dovesti do pojave malformacija ili čak smrti jedinki u postnatalnoj fazi ontogeneze.
Moderna ontogeneza organizama razvijala se kroz dugu evoluciju, kao rezultat njihovog istorijskog razvoja filogeneza. Nije slučajno što je ovaj termin uveo E. Haeckel 1866. godine, jer je za potrebe ekologije potrebno rekonstruirati evolucijske transformacije životinja, biljaka i mikroorganizama. To radi nauka - filogenetika, koja se zasniva na podacima tri nauke - morfologije, embriologije i paleontologije.
Odnos između razvoja živog u istorijskom evolucionom planu i individualnog razvoja organizma formulisao je E. Haeckel u obliku biogenetski zakon
: ontogeneza svakog organizma je kratko i sažeto ponavljanje filogeneze date vrste. Drugim riječima, prvo u maternici (kod sisara, itd.), a zatim, nakon rođenja, pojedinac u svom razvoju ponavlja u skraćenom obliku istorijski razvoj svoje vrste.
1.3. Opće karakteristike Zemljine biote
Trenutno na Zemlji postoji više od 2,2 miliona vrsta organizama. Njihova taksonomija postaje sve komplikovanija, iako je njen osnovni kostur ostao gotovo nepromijenjen od kada ga je stvorio eminentni švedski naučnik Carl Linnaeus sredinom 17. stoljeća.
Tabela 1.1
Viši taksoni citematike Carstva ćelijskih organizama
Ispostavilo se da na Zemlji postoje dvije velike grupe organizama, među kojima su razlike mnogo dublje nego između viših biljaka i viših životinja, te su se, shodno tome, dva carstva s pravom razlikovala među ćelijskim: prokarioti - nisko organizirani prednuklearni i eukarioti - visoko organizirani nuklearni. prokarioti(Procariota) predstavljeni su kraljevstvom tzv sačmarica, koji uključuju bakterije i plavo-zelene alge, u čijim ćelijama nema jezgra i DNK u njima nije odvojena od citoplazme nikakvom membranom. eukarioti(Eucariota) su predstavljena sa tri kraljevstva: životinje, pečurkei biljke , čije ćelije sadrže jezgro i DNK je odvojena od citoplazme nuklearnom membranom, budući da se nalazi u samoj jezgri. Gljive su izdvojene u posebno carstvo, jer se pokazalo da ne samo da ne pripadaju biljkama, već vjerovatno potječu od ameboidnih biflageliranih protozoa, odnosno da imaju bližu vezu sa životinjskim svijetom.
Međutim, takva podjela živih organizama na četiri carstva još nije bila osnova referentne i obrazovne literature, pa se u daljnjem izlaganju materijala pridržavamo tradicionalnih klasifikacija, prema kojima bakterije, modrozelene alge i gljive su odjeli nižih biljaka.
Cijeli skup biljnih organizama date teritorije planete bilo kojeg detalja (regije, okruga, itd.) naziva se flora, i ukupnost životinjskih organizama fauna.
Flora i fauna ovog područja zajedno čine biota. Ali ovi pojmovi imaju mnogo širu primjenu. Na primjer, kažu flora cvjetnica, flora mikroorganizama (mikroflora), mikroflora tla, itd. Slično se koristi i izraz "fauna": fauna sisara, fauna ptica (avifauna), mikrofauna itd. Pojam "biota" je koriste kada žele da procene interakciju svih živih organizama i životne sredine, ili, recimo, uticaj "biote tla" na procese formiranja zemljišta itd. U nastavku je opšti opis faune i flore u skladu sa klasifikacijom (vidi tabelu 1.1).
prokarioti su najstariji organizmi u istoriji Zemlje, tragovi njihove vitalne aktivnosti pronađeni su u naslagama pretkambrija, odnosno prije oko milijardu godina. Trenutno je poznato oko 5000 vrsta.
Najčešći među sačmaricama su bakterije , i trenutno su najčešći mikroorganizmi u biosferi. Njihove veličine se kreću od desetih do dva ili tri mikrometra.
Bakterije su sveprisutne, ali najviše ih je u zemljištu - stotine miliona po gramu tla, a u černozemima više od dvije milijarde.
Mikroflora tla je veoma raznolika. Ovdje bakterije obavljaju različite funkcije i dijele se u sljedeće fiziološke grupe: bakterije raspadanja, nitrifikacijske bakterije, bakterije koje fiksiraju dušik, bakterije sumpora itd. Među njima postoje aerobni i anaerobni oblici.
Kao rezultat erozije tla, bakterije ulaze u vodena tijela. U priobalnom dijelu ih ima i do 300 hiljada po 1 ml, s udaljenosti od obale i sa dubinom njihov broj se smanjuje na 100-200 jedinki po 1 ml.
Mnogo je manje bakterija u atmosferskom zraku.
Bakterije su rasprostranjene u litosferi ispod horizonta tla. Ispod sloja tla oni su samo red veličine manji nego u tlu. Bakterije se šire stotinama metara duboko u zemljinu koru, a nalaze se čak i na dubinama od 2.000 ili više metara.
plavo zelene alge slične po strukturi bakterijskim ćelijama, fotosintetski su autotrofi. Žive uglavnom u površinskom sloju slatkovodnih rezervoara, mada ih ima iu morima. Proizvodi njihovog metabolizma su dušična jedinjenja koja pospješuju razvoj drugih planktonskih algi, što pod određenim uvjetima može dovesti do "cvjetanja" vode i njenog zagađenja, uključujući i vodovodne sisteme.
eukarioti To su svi drugi organizmi na Zemlji. Među njima su najčešće biljke, kojih ima oko 300 hiljada vrsta.
Biljke ovo su praktično jedini organizmi koji stvaraju organsku materiju na račun fizičkih (neživih) resursa sunčeva insolacija i hemijski elementi ekstrahovani iz tla (kompleks biogeni elementi). Svi ostali jedu gotovu organsku hranu. Dakle, biljke, takoreći, stvaraju, proizvode hranu za ostatak životinjskog svijeta, odnosno one su proizvođači.
Svi jednoćelijski i višećelijski oblici biljaka, u pravilu, imaju autotrofnu ishranu zbog procesa fotosinteze.
Morske alge Ovo je velika grupa biljaka koje žive u vodi, gdje mogu ili slobodno plivati ili se pričvrstiti za podlogu. Alge su prvi fotosintetski organizmi na Zemlji, kojima dugujemo pojavu kiseonika u njenoj atmosferi. Osim toga, oni su u stanju apsorbirati dušik, sumpor, fosfor, kalij i druge komponente direktno iz vode, a ne iz tla.
Ostalo, više visoko organizovane biljke stanovnici zemlje. Oni dobijaju hranljive materije iz zemlje preko korenovog sistema, koje se transportuju kroz stabljiku do listova, gde počinje fotosinteza. Lišajevi, mahovine, paprati, golosjemenjače i kritosjemenke (cvjetnice) su jedan od najvažnijih elemenata geografskog pejzaža, dominirao ovdje postoji više od 250.000 cvjetnih vrsta. Kopnena vegetacija je glavni generator kiseonika koji ulazi u atmosferu, a njeno nepromišljeno uništavanje ne samo da će životinje i ljude ostaviti bez hrane, već i bez kiseonika.
Gljive nižeg tla igraju važnu ulogu u procesima formiranja tla.
Životinje predstavljenih širokim spektrom oblika i veličina, postoji više od 1,7 miliona vrsta. Čitavo životinjsko carstvo su heterotrofni organizmi, potrošači.
Najveći broj vrsta i najveći broj jedinki u zglavkari. Toliko je insekata, na primjer, da ih ima više od 200 miliona na svaku osobu. Na drugom mjestu po broju vrsta je klasa školjke, ali njihov broj je mnogo manji od insekata. Na trećem mjestu po broju vrsta su kralježnjaci, među kojima sisari zauzimaju oko desetinu, a polovinu svih vrsta riba.
To znači da je većina vrsta kičmenjaka nastala u vodenim uvjetima, a insekti su isključivo kopnene životinje.
Insekti su se razvili na kopnu u bliskoj vezi sa cvjetnicama, kao njihovi oprašivači. Ove biljke pojavile su se kasnije od drugih vrsta, ali više od polovine vrsta svih biljaka cvjeta. Specifikacija u ove dvije klase organizama bila je i sada je u bliskoj vezi.
Ako uporedimo broj vrsta zemljište organizme i voda, tada će ovaj omjer biti približno isti i za biljke i za životinje broj vrsta na kopnu 92-93%, u vodi 7-8%, što znači da je oslobađanje organizama na kopnu dalo snažan poticaj evolutivnom proces u pravcu povećanja raznolikost vrsta, što dovodi do povećanja stabilnosti prirodnih zajednica organizama i ekosistema u cjelini.
1.4. O staništu i faktorima životne sredine
Stanište organizma je ukupnost abiotičkih i biotičkih nivoa njegovog života. Svojstva okoline se stalno mijenjaju i svako stvorenje, da bi preživjelo, prilagođava se tim promjenama.
Uticaj životne sredine organizmi percipiraju kroz faktore životne sredine koji se nazivaju okruženje.
Faktori okoline To su određena stanja i elementi životne sredine koji imaju specifičan uticaj na organizam. Dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene (slika 1.3).
Rice. 1.3. Klasifikacija faktora sredine
Abiotski faktori naziva se čitav skup faktora neorganske sredine koji utiču na život i rasprostranjenost životinja i biljaka. Među njima su fizičke, hemijske i edafske. Čini nam se da ekološku ulogu prirodnih geofizičkih polja ne treba potcijeniti.
Fizički faktori to su oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanička, talasna i sl.). Na primjer, temperatura - ako je visoka, doći će do opekotina, ako je vrlo niska - promrzlina. Na uticaj temperature mogu uticati i drugi faktori: u vodi - struja, na kopnu - vetar i vlažnost itd.
Hemijski faktori To su oni koji potiču iz hemijskog sastava životne sredine. Na primjer, salinitet vode, ako je visok, život u rezervoaru može biti potpuno odsutan (Mrtvo more), ali u isto vrijeme većina morskih organizama ne može živjeti u slatkoj vodi. Život životinja na kopnu i u vodi zavisi od adekvatnosti sadržaja kiseonika itd.
Edafski faktori tlo, ovo je kombinacija hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utječu kako na organizme koji u njima žive, odnosno kojima su stanište, tako i na korijenski sistem biljaka. Poznati su uticaji hemijskih komponenti (biogeni elementi), temperature, vlažnosti, strukture tla, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.
Prirodna geofizička polja imaju globalni ekološki uticaj na biotu Zemlje i ljude. Poznat je ekološki značaj, na primjer, magnetnog, elektromagnetnog, radioaktivnog i drugih polja Zemlje.
Geofizička polja su takođe fizički faktori, ali su litosferske prirode, štaviše, može se opravdano pretpostaviti da su edafski faktori pretežno litosferske prirode, budući da je okruženje za njihov nastanak i delovanje zemljište koje je formirano od stena površinskog dijela litosfere, pa smo ih spojili u jednu grupu (vidi sliku 1.3).
Međutim, ne samo abiotički faktori utiču na organizme. Organizmi formiraju zajednice u kojima se moraju boriti za prehrambene resurse, za posjedovanje određenih pašnjaka ili lovišta, odnosno da se međusobno takmiče kako na intraspecifičnom, tako i posebno na interspecifičnom nivou. To su već živi faktori prirode, ili biotički faktori.
Biotički faktori ukupnost uticaja životne aktivnosti nekih organizama na životnu aktivnost drugih, kao i na neživu sredinu (Hrustalev i sar., 1996). U potonjem slučaju govorimo o sposobnosti samih organizama da u određenoj mjeri utiču na uslove života. Na primjer, u šumi, pod utjecajem vegetacijskog pokrivača, poseban mikroklima, ili mikrookruženje, gdje se u poređenju sa otvorenim staništem stvara sopstveni temperaturno-vlažni režim: zimi je nekoliko stepeni toplije, ljeti hladnije i vlažnije. Posebno mikrookruženje stvara se i u šupljinama drveća, jazbinama, pećinama itd.
Posebno se ističu uslovi mikrookruženja ispod snježnog pokrivača, koji već ima čisto abiotičku prirodu. Kao rezultat efekta zagrijavanja snijega, koji je najefikasniji kada je debljine najmanje 50-70 cm, mali glodari zimi žive u njegovoj podlozi, otprilike u sloju od 5 cm, jer su temperaturni uslovi za njih ovde povoljno (od 0 do minus 2 S). Zahvaljujući istom efektu, sadnice ozimih žitarica - raži, pšenice - ostaju pod snijegom. U snijegu se kriju i velike životinje od jakih mrazeva - jeleni, losovi, vukovi, lisice, zečevi itd., Leže u snijegu da se odmore.
Intraspecifične interakcije između jedinki iste vrste sastoje se od grupnih i masovnih efekata i intraspecifične konkurencije. Grupni i masovni efekti - termini koje je predložio Grasset (1944), označavaju udruživanje životinja iste vrste u grupe od dvije ili više jedinki i efekte uzrokovane prenaseljenošću okoline. Trenutno se ovi efekti najčešće nazivaju demografski faktori. Oni karakterišu dinamiku broja i gustine grupa organizama na nivou populacije, koja se zasniva na intraspecifična konkurencija, što se suštinski razlikuje od interspecies. Očituje se uglavnom u teritorijalnom ponašanju životinja koje štite svoja mjesta gniježđenja i poznato područje u tom području. Kao i mnoge ptice i ribe.
Odnosi među vrstama mnogo raznovrsniji (vidi sliku 1.3). Dvije vrste koje žive jedna pored druge možda uopće ne utiču jedna na drugu, mogu utjecati i povoljno i nepovoljno. Moguće vrste kombinacija i odražavaju različite vrste odnosa:
neutralizam oba tipa su nezavisna i nemaju uticaja jedan na drugog;
konkurencija svaka vrsta ima negativan uticaj na drugu;
uzajamnost vrste ne mogu postojati jedna bez druge;
proto-operacija(commonwealth) obje vrste čine zajednicu, ali mogu postojati odvojeno, iako zajednica koristi objema;
komenzalizam jedna vrsta, komensal, ima koristi od suživota, a druga vrsta vlasnik nema nikakve koristi (međusobna tolerancija);
amensalizam jedna vrsta, amensal, doživljava inhibiciju rasta i reprodukcije od druge;
grabežljivac Predatorska vrsta hrani se svojim plijenom.
Međuvrsni odnosi su u osnovi postojanja biotičkih zajednica (biocenoza).
Antropogeni faktori faktori koje čovjek generiše i utiču na životnu sredinu (zagađenje, erozija tla, krčenje šuma, itd.) razmatraju se u primijenjenoj ekologiji (vidjeti "II dio" ovog udžbenika).
Među abiotskim faktorima se često izdvaja klimatski(temperatura, vlažnost vazduha, vetar, itd.) i hidrografski faktori vodene sredine (voda, protok, salinitet itd.).
Većina faktora, kvalitativno i kvantitativno, mijenja se tokom vremena. Na primjer, klimatski tokom dana, sezone, po godini (temperatura, osvjetljenje, itd.).
Faktori koji se redovno menjaju tokom vremena se nazivaju periodično. To uključuje ne samo klimatske, već i neke hidrografske - oseke i tokove, neke oceanske struje. Faktori koji nastaju neočekivano (erupcija vulkana, napad predatora, itd.) nazivaju se neperiodični.
Podjela faktora na periodične i neperiodične (Monchadsky, 1958) je od velikog značaja u proučavanju prilagodljivosti organizama životnim uslovima.
1.5. O adaptaciji organizama na okolinu
Adaptacija (lat. adaptacija) prilagođavanje organizama okolini. Ovaj proces obuhvata strukturu i funkcije organizama (pojedinaca, vrsta, populacija) i njihovih organa. Adaptacija se uvijek razvija pod uticajem tri glavna faktora varijacija, naslijeđe i prirodna selekcija(kao i umjetno, vrši čovjek).
Glavne adaptacije organizama na faktore okoline su nasljedno određene. Oni su se formirali na istorijskom i evolucionom putu biote i menjali se zajedno sa varijabilnosti faktora sredine. Organizmi su prilagođeni stalnom delovanju periodični faktori, ali među njima je važno razlikovati primarno i sekundarno.
Primarno to su faktori koji su postojali na Zemlji i prije nastanka života: temperatura, osvijetljenost, plime, oseke, itd. Prilagođavanje organizama ovim faktorima je najstarija i najsavršenija.
Sekundarni periodični faktori su rezultat promena primarnih: vlažnost vazduha, zavisno od temperature; biljna hrana, zavisno od cikličnosti u razvoju biljaka; niz biotičkih faktora intraspecifičnog uticaja itd. Nastali su kasnije od primarnih, a prilagođavanje na njih nije uvek jasno izraženo.
U normalnim uslovima u staništu bi trebali djelovati samo periodični faktori, a neperiodični bi trebali izostati.
Izvor adaptacije su genetske promjene u tijelu mutacije koji nastaju kako pod uticajem prirodnih faktora u istorijskoj i evolucionoj fazi, tako i kao rezultat veštačkog uticaja na telo. Mutacije su raznovrsne i njihovo nagomilavanje može čak dovesti do fenomena dezintegracije, ali zahvaljujući izbor mutacije i njihova kombinacija dobijaju značaj „vodeći kreativni faktor u adaptivnoj organizaciji živih formi” (TSB, 1970, tom 1).
Na istorijsko-evolucionom putu razvoja, abiotički i biotički faktori u kombinaciji deluju na organizme. Poznate su kako uspješne adaptacije organizama na ovaj kompleks faktora, tako i "neuspješne", odnosno umjesto adaptacije vrsta izumire.
Odličan primjer uspješne adaptacije je evolucija konja u periodu od oko 60 miliona godina od kratkog pretka do moderne i lijepe brze životinje visine grebena do 1,6 m. Suprotan primjer tome je relativno nedavno (prije nekoliko desetina hiljada godina) izumiranje mamuta. Visoko sušna, subarktička klima posljednje glacijacije dovela je do nestanka vegetacije kojom su se ove životinje hranile, a koja je, inače, dobro prilagođena niskim temperaturama (Veličko, 1970). Osim toga, iznose se mišljenja da je primitivni čovjek također "kriv" za nestanak mamuta, koji je također morao preživjeti: koristio je meso mamuta kao hranu, a koža ga je spasila od hladnoće.
U gornjem primjeru mamuta, nedostatak biljne hrane u početku je ograničio broj mamuta, a njegov nestanak doveo je do njihove smrti. Biljna hrana je ovdje djelovala kao ograničavajući faktor. Ovi faktori igraju ključnu ulogu u opstanku i adaptaciji organizama.
1.6. Ograničavajući faktori životne sredine
Po prvi put je njemački poljoprivredni hemičar J. Liebig sredinom 19. vijeka ukazao na važnost ograničavajućih faktora. On je instalirao zakon minimuma: prinos (proizvodnja) zavisi od faktora koji je na minimumu. Ako u tlu korisne komponente u cjelini predstavljaju uravnotežen sistem i samo neka tvar, na primjer, fosfor, je sadržana u količinama blizu minimuma, onda to može smanjiti prinos. Ali pokazalo se da čak i isti minerali, koji su vrlo korisni kada su optimalno sadržani u tlu, smanjuju prinos ako su u višku. To znači da faktori mogu biti ograničavajući, jer su na maksimumu.
Na ovaj način, ograničavajući faktori životne sredine treba nazvati faktore koji ograničavaju razvoj organizama zbog njihovog nedostatka ili viška u odnosu na potrebu (optimalni sadržaj). Ponekad se zovu ograničavajući faktori.
Što se tiče zakona minimuma J. Liebiga, on ima ograničeno dejstvo i to samo na nivou hemikalija. R. Mitcherlich je pokazao da prinos zavisi od kombinovanog delovanja svih faktora biljnog života, uključujući temperaturu, vlažnost, svetlost itd.
Razlike u kumulativno i izolovan radnje su povezane sa drugim faktorima. Na primjer, s jedne strane, djelovanje negativnih temperatura pojačava vjetar i visoka vlažnost zraka, ali s druge strane, visoka vlažnost slabi učinak visokih temperatura itd. Ali uprkos međusobnom utjecaju faktora, oni još uvijek ne mogu zamjenjuju jedno drugo, u čemu se ogleda zakon nezavisnosti faktora V. R. Williamsa: uslovi života su ekvivalentni, nijedan faktor života ne može se zamijeniti drugim. Na primjer, djelovanje vlage (vode) ne može se zamijeniti djelovanjem ugljičnog dioksida ili sunčeve svjetlosti itd.
Najpotpunije i u najopštijem obliku odražava se kompleksnost uticaja faktora sredine na organizam W. Shelfordov zakon tolerancije: odsustvo ili nemogućnost prosperiteta determinisano je nedostatkom (u kvalitativnom ili kvantitativnom smislu) ili, obrnuto, viškom nekog od brojnih faktora, čiji nivo može biti blizu granica koje toleriše dati organizam. Ove dvije granice se nazivaju vani tolerancije.
Što se tiče djelovanja jednog faktora, ovaj zakon se može ilustrovati na sljedeći način: određeni organizam može postojati na temperaturi od minus 5 do plus 25 0 C, tj. raspon tolerancije leži unutar ovih temperatura. Organizmi za čiji život su potrebni uslovi ograničeni uskim rasponom tolerancije u pogledu temperature nazivaju se stenotermalni(“zid” uzak), i može živjeti u širokom temperaturnom rasponu euritermalni("evry" širok) (slika 1.4).
Rice. 1.4. Poređenje relativnih granica tolerancije stenotermnih i
euritermalni organizmi (prema F. Ruttneru, 1953.)
Drugi ograničavajući faktori deluju kao temperatura, a organizmi se, u odnosu na prirodu njihovog uticaja, nazivaju, odnosno stenobiontima i euribiontima. Na primjer, kažu da je organizam stenobiotičan u odnosu na vlažnost ili euribiontski u odnosu na klimatske faktore itd. Organizmi koji su euribiontski u odnosu na glavne klimatske faktore najrasprostranjeniji su na Zemlji.
Raspon tolerancije organizma ne ostaje konstantan; na primjer, sužava se ako je neki od faktora blizu bilo koje granice ili tokom reprodukcije organizma, kada mnogi faktori postaju ograničavajući. To znači da se priroda djelovanja faktora okoline pod određenim uvjetima može promijeniti, odnosno može, ali i ne mora biti ograničavajuća. Istovremeno, ne smijemo zaboraviti da su i sami organizmi u stanju smanjiti ograničavajuće djelovanje faktora stvaranjem, na primjer, određene mikroklime (mikrookruženja). Ovdje postoji vrsta faktorska kompenzacija, što je najefikasnije na nivou zajednice, rjeđe na nivou vrste.
Ova kompenzacija faktora obično stvara uslove za fiziološka aklimatizacija vrsta euribiota, koja ima široku rasprostranjenost, koja, aklimatizirajući se na ovom mjestu, stvara svojevrsnu populaciju tzv. ekotip,čije granice tolerancije odgovaraju lokalnim uslovima. Sa dubljim procesima adaptacije, može se pojaviti i ovdje genetske rase.
Dakle, u prirodnim uslovima, organizmi zavise od stanje kritičnih fizičkih faktora, o sadržaju potrebnih supstanci i iz raspona tolerancije samih organizama na ove i druge komponente životne sredine.
test pitanja
1. Koji su nivoi biološke organizacije života? Koji su od njih predmeti proučavanja ekologije?
2. Šta je biogeocenoza i ekosistem?
3. Kako se organizmi dijele prema prirodi izvora hrane? Po ekološkim funkcijama u biotičkim zajednicama?
4. Šta je živi organizam i po čemu se razlikuje od nežive prirode?
5. Koji je mehanizam adaptacije tokom interakcije organizma kao integralnog sistema sa okolinom?
6. Šta je disanje biljaka i fotosinteza? Kakav je značaj metaboličkih procesa autotrofa za biotu Zemlje?
7. Šta je suština biogenetskog zakona?
8. Koje su karakteristike moderne klasifikacije organizama?
9. Šta je stanište organizma? Koncepti o ekološkim faktorima.
10. Kako se zove skup faktora neorganske sredine? Dajte naziv i definišite ove faktore.
11. Kako se zove ukupnost faktora životne organske sredine? Navedite naziv i definiciju utjecaja vitalne aktivnosti jednih organizama na vitalnu aktivnost drugih na intraspecifičnom i interspecifičnom nivou.
12. Šta je suština adaptacija? Kakav je značaj periodičnih i neperiodičnih faktora u procesima adaptacije?.
13. Kako se nazivaju faktori sredine koji ograničavaju razvoj organizma? Zakoni minimuma J. Liebiga i tolerancije W. Shelforda.
14. Šta je suština izolovanog i kumulativnog dejstva faktora sredine? Zakon V. R. Williamsa.
15. Šta se podrazumijeva pod rasponom tolerancije organizma i kako se dijele ovisno o veličini tog raspona?
Predavanja 8-9. BIOGEOCENOZA i njene komponente. KONCEPT, struktura. metode za proučavanje fitocenoza.
Književnost
Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologija. Rostov na Donu: Phoenix, 2005. 576 str. (Više obrazovanje)
Stepanovskikh A.S. Biološka ekologija. Teorija i praksa: udžbenik za studente koji studiraju ekološke specijalnosti. M.: UNITI-DANA, 2009. 791 str.
Stepanovskikh A.S. Opća ekologija: udžbenik za univerzitete. M.: UNITI, 2001. 510 str.
Predavanje 8
1. Koncept biogeocenoze
2. Komponentni sastav BHC-a
3. Fitocenoze - glavna komponenta biogeocenoze
4. Definicija pojma "fitocenoza"
5. Struktura fitocenoza
5.1. struktura vrsta
Kvantitativni pokazatelji strukture vrsta
Kako ispravno opisati floristički sastav jedne fitocenoze?
Vitalnost vrste
5.2. Prostorna, odnosno morfološka struktura biocenoze
Vertikalna heterogenost
Horizontalna heterogenost
Predavanje 9
6. Terenske metode za proučavanje biogeocenoza
Metodologija polaganja probnih parcela
Metodologija opisa faze
Metoda za utvrđivanje florističkog sastava
7. Dijagnostički znaci fitocenoza za određivanje određene asocijacije
UVOD
Na jednom od prvih predavanja koncept nivoe organizacije života(biološki spektar). Glavni nivoi organizacije života: gen, ćelija, organ, organizam, populacija, zajednica (biocenoza). Ili, respektivno (prema Y. Odumu, 1975):
1) Genetski ili molekularni
2) Cellular i nivoi tkiva
3) Orgulje
4) Organizam
5) populacijske vrste srednji između nivoa "organizma" i "superorganizma".
6) Ekosistem, biogeocenotski proučavaju se interakcije u supraorganizmskim sistemima u okviru biogeocenoze, ekosistema (između populacija, grupa, organizama unutar BGC).
7) biosferski najviši, razmatra se odnos između makroekosistema, biogeocenoza (šumsko-step, šuma-močvara, šuma-tundra, itd.), proučava se zakon kruženja supstanci i energije u globalnom aspektu.
Opća ekologija proučava posljednja tri nivoa biološke organizacije od organizma do ekosistema.
Zašto početi od organizma? Jer on je prvi može postojati samostalno! Ne postoji život izvan organizama.
- glavni predmet istraživanja u ekosistemskom pristupu u ekologiji su procesi transformacije materije i energije između biote i fizičkog okruženja, odnosno procesi razmjene materijala i energije u ekosistemu u cjelini. To je i odnos živih organizama (pojedinaca) međusobno i sa životnom sredinom na populacijsko-biocenotičkom nivou i nivoima bioloških sistema još višeg ranga (biogeocenoze i biosfera).
- glavni predmet proučavanja je ekosistem.
Ekosistem ranga biogeocenoze u opštoj ekologiji smatra se najvažnijom jedinicom, a organizam ili vrsta je najmanja jedinica, ali pripada i važnim objektima.
Zašto je toliko važno i neophodno proučavati prirodu na nivou ekosistema, a prvenstveno biogeocenoza? Jer, poznavajući zakonitosti nastanka i funkcionisanja ekosistema, moguće je predvidjeti i spriječiti njihovo uništenje kao rezultat utjecaja negativnih faktora na njih, predvidjeti zaštitne mjere i kao rezultat toga očuvati ljudsko stanište kao vrstu. .
1. Koncept biogeocenoze
Termin "biogeocenoza" predložio je akademik V.N. Sukachev kasnih 30-ih godina. u odnosu na šumske ekosisteme.
Definicija biogeocenoze prema V. N. Sukachevu (1964: 23) smatra se klasičnom - „... ovo je skup homogenih prirodnih pojava (atmosfera, stijene, vegetacija, fauna i svijet mikroorganizama, tla i hidrološki uslovi) na poznat opseg zemljine površine, koji ima posebnu specifičnost interakcije ovih sastavnih komponenti i određeni vid razmene materije i energije: između sebe i sa drugim prirodnim pojavama i predstavlja unutrašnje kontradiktorno jedinstvo, koje je u stalnom kretanju i razvoju...“.
Prevedeno na jednostavan jezik „Biogeocenoza jeste ukupnost vrsta i ukupnost faktora životne sredine koji određuju postojanje datog ekosistema, uzimajući u obzir neizbežni antropogeni uticaj." Poslednji dodatak uzimajući u obzir neizbežni antropogeni uticaj danak modernosti. U vrijeme V.N. Sukačev, nije bilo potrebe da se antropogeni faktor pripisuje glavnim faktorima životne sredine, što je sada. Ali već tada je bilo jasno da su komponente biogeocenoza ne samo da postoje rame uz rame, već aktivno stupaju u interakciju jedni s drugima ( pirinač. jedan).
2. Komponentni sastav BHC-a
biocenoza, ili biološka zajednica - skup tri komponente koje žive zajedno: vegetacija, životinje i mikroorganizmi.
U prirodi ne postoje jednovrstne grupe i naselja, au biocenozama se najčešće radi o grupama koje se sastoje od više vrsta. Biocenoze, kao oblik organizacije žive tvari, razvijaju se prilično dugo i stoga ih karakterizira prilično dobro uspostavljena strukturna organizacija organizama koji su u nju uključeni i stabilnost.
Glavna svojstva biocenoza su sposobnost da proizvode živu materiju, da imajusamoregulaciju i samoreproducibilnost .
Veličina biocenoze ovisi o veličini teritorije sa homogenim abiotičkim svojstvima, odnosno biotopom.
Biotop ovo je neka vrsta "geografskog" prostora, mjesto života biocenoze, koje se češće naziva ekotop.
Ekotopska forma tlo sa karakterističnim podzemljem, sa šumskom steljom, kao i sa jednom ili drugom količinom humusa (humusa), i atmosfera sa određenom količinom sunčevog zračenja, sa jednom ili drugom količinom slobodne vlage, sa karakterističnim sadržajem ugljičnog dioksida u zraku, raznih nečistoća, aerosola itd., u vodenim biogeocenozama umjesto u atmosferi - vode.
Od svih komponenti biotopa, tlo je najbliže biogenoj komponenti biogeocenoze, jer je njegovo porijeklo direktno povezano sa živom materijom. Organska materija u tlu je proizvod vitalne aktivnosti biocenoze u različitim fazama transformacije.
Zajednica organizama ograničena je biotopom (kod kamenica, granicama plićaka) od samog početka postojanja. Biocenoza i biotop funkcioniraju u kontinuiranom jedinstvu.
Nauka o biogeocenozama - biogeocenologija. Bavi se problemima interakcije živih organizama međusobno i sa njihovim abiotskim okruženjem, tj. neživo okruženje.
Biogeocenologija je jedna od oblasti opšte ekologije, kojoj odgovara ekosistem, ili biogeocenotski, nivo organizacije života (biološki spektar) .
3. Fitocenoze - glavna komponenta biogeocenoze
Svaka komponenta biocenoze, kao i biogeocenoza, može biti predmet pažnje sa ekološke tačke gledišta, možete joj posvetiti ne samo poseban kurs predavanja, već i čitav svoj kreativni život.
Glavni, nodalni podsistem biogeocenoza su fitocenoze.
Fitocenoze su:
1) glavni prijemnici i transformatori solarne energije,
2) glavni dobavljači proizvoda u biogeocenozi,
3) njihova struktura objektivno odražava procese formiranja i transformacije osnove života na planeti - organske tvari i općenito sve procese koji se dešavaju u biogeocenozi.
4) istovremeno su lako dostupni za proučavanje direktno u prirodi,
5) za njih su se već nekoliko decenija razvijale i razvijaju efikasne metode terenskog istraživanja i metode kancelarijske obrade stvarnih materijala.
To je glavna pažnja koju ćemo posvetiti fitocenozi i metodama njenog proučavanja. Štoviše, mnogi obrasci svojstveni fitocenozi primjenjuju se i na zoocenozu i mikroorganizme.
