Peredeļskis Ļevs Dmitrijevičs. Peredelskis, Ļevs Dmitrijevičs - Karačevs Korobkins V un Peredeļskis L ekoloģija

12. izd., pievieno. un apstrādāts - Rostova n/D: Fēnikss, 2007. - 602 lpp.

Krievijas Federācijas Izglītības ministrijas konkursa par jaunās paaudzes mācību grāmatu izveidi vispārējās dabaszinātņu disciplīnās (Maskava, 1999) laureāts. Pirmā krievu mācību grāmata par disciplīnu “Ekoloģija” augstskolu studentiem, kuri studē tehniskās zinātnes.

Mācību grāmata ir uzrakstīta saskaņā ar pašreizējā valsts izglītības standarta prasībām un Krievijas Izglītības ministrijas ieteikto programmu. Tas sastāv no divām daļām – teorētiskās un lietišķās. Tās piecās sadaļās aplūkoti vispārējās ekoloģijas pamatprincipi, biosfēras doktrīna un cilvēka ekoloģija; antropogēnā ietekme uz biosfēru, vides aizsardzības un vides aizsardzības problēmas. Kopumā mācību grāmata veido skolēnos jaunu ekoloģisku, noosfērisku pasaules uzskatu.

Paredzēts augstskolu studentiem. Mācību grāmata ieteicama arī vidusskolu, liceju un koledžu skolotājiem un skolēniem. Tas nepieciešams arī plašam inženiertehnisko darbinieku lokam, kas iesaistīti dabas resursu racionālas izmantošanas un vides aizsardzības jautājumos.

Formāts: pdf

Izmērs: 9,4 MB

Lejupielādēt: drive.google

Formāts: doc

Izmērs: 28 MB

Lejupielādēt: drive.google

SATURS
Cienījamais lasītāj! 10
Priekšvārds 11
Ievads. EKOLOĢIJA. ATTĪSTĪBAS KOPSAVILKUMS 13
§ 1. Ekoloģijas priekšmets un uzdevumi 13
2.§ Vides attīstības vēsture 17
3.§ Vides izglītības nozīme 21
I daļa. TEORĒTISKĀ EKOLOĢIJA
Pirmā sadaļa. VISPĀRĒJĀ EKOLOĢIJA 26
1.nodaļa. Organisms kā dzīva integrāla sistēma 26
§ 1. Bioloģiskās organizācijas un ekoloģijas līmeņi 26
2.§ Organisma kā dzīvas integrālas sistēmas attīstība 32
§ 3. Organismu sistēmas un Zemes biota?6
2.nodaļa. Organisma un vides mijiedarbība 43
1.§ Biotopa un vides faktoru jēdziens 43
§ 2. Pamatidejas par organismu adaptācijām 47
3.§ Ierobežojošie faktori 49
4.§ Fizikālo un ķīmisko vides faktoru nozīme organismu dzīvē 52
5.§ Edafiskie faktori un to nozīme augu un augsnes biotas dzīvē 70
6.§ Dzīvo būtņu resursi kā vides faktori 77
3. nodaļa. Populācijas 86
1.§. Iedzīvotāju statiskie rādītāji 86
2.§. Populāciju dinamiskie rādītāji 88
§ 3. Dzīves ilgums 90
4.§ Iedzīvotāju skaita pieauguma dinamika 94
§ 5. Ekoloģiskās izdzīvošanas stratēģijas 99
6.§ Iedzīvotāju blīvuma regulēšana 100
4. nodaļa. Biotiskās kopienas 105
§ 1. Biocenozes sugu struktūra 106
2.§ Biocenozes telpiskā struktūra 110
§ 3. Ekoloģiskā niša. Organismu attiecības biocenozē 111
5. nodaļa. Ekoloģiskās sistēmas 122
122.§ Ekosistēmas koncepcija
2.§ Ražošana un sadalīšanās dabā 126
§ 3. Ekosistēmu homeostāze 128
4.§ Ekosistēmas enerģija 130
5.§ Ekosistēmu bioloģiskā produktivitāte 134
6.§ Ekosistēmu dinamika 139
7.§ Sistēmiskā pieeja un modelēšana ekoloģijā 147
Otrā sadaļa. MĀCĪBA PAR BIOSFĒRU 155
6. nodaļa. Biosfēra - Zemes globālā ekosistēma 155
§ 1. Biosfēra kā viens no Zemes čaumalām 155
2.§ Biosfēras sastāvs un robežas 161
3.§ Vielu cikls dabā 168
§ 4. Vissvarīgāko uzturvielu bioģeoķīmiskie cikli 172
7. nodaļa. Zemes dabiskās ekosistēmas kā biosfēras horoloģiskās vienības 181
1.§ Biosfēras dabisko ekosistēmu klasifikācija pēc ainavas principa 181
2.§. Sauszemes biomi (ekosistēmas) 190
3.§ Saldūdens ekosistēmas 198
§ 4. Jūras ekosistēmas 207
§ 5. Biosfēras kā globālas ekosistēmas integritāte 213
8.nodaļa. Biosfēras evolūcijas galvenie virzieni 217
§ 1. V.I.Vernadska doktrīna par biosfēru 217
§ 2. Biosfēras bioloģiskā daudzveidība tās evolūcijas rezultātā 223
§ 3. 0 biotas regulējošā ietekme uz vidi 226
§ 4. Noosfēra kā jauns posms biosfēras evolūcijā 230
Trešā sadaļa. CILVĒKU EKOLOĢIJA 234
9.nodaļa. Cilvēka biosociālā daba un ekoloģija 234
1.§ Cilvēks kā bioloģiskā suga 235
§ 2. Cilvēku populācijas raksturojums 243
3.§. Zemes dabas resursi kā cilvēka izdzīvošanu ierobežojošs faktors 250
10. nodaļa. Antropogēnās ekosistēmas 258
§ 1. Cilvēks un ekosistēmas 258
2.§ Lauksaimniecības ekosistēmas (agroekosistēmas) 263
3.§. Industriāli-pilsētu ekosistēmas 266
11. nodaļa. Ekoloģija un cilvēka veselība 271
1.§ Dabas vides faktoru ietekme uz cilvēka veselību 271
2.§ Sociāli ekoloģisko faktoru ietekme uz cilvēka veselību 274
3.§ Higiēna un cilvēku veselība 282
II daļa. LIETIETO EKOLOĢIJA
Ceturtā sadaļa. ANTROPOGĒNĀ IETEKME UZ BIOSFĒRU 286
12.nodaļa. Galvenie antropogēnās ietekmes veidi uz biosfēru 286
13. nodaļa. Antropogēnā ietekme uz atmosfēru 295
1.§ Gaisa piesārņojums 296
2.§ Galvenie gaisa piesārņojuma avoti 299
3.§ Gaisa piesārņojuma sekas uz vidi 302
4.§ Globālā gaisa piesārņojuma sekas uz vidi 307
14. nodaļa. Antropogēnā ietekme uz hidrosfēru 318
1.§ Hidrosfēras piesārņojums 318
2.§ Hidrosfēras piesārņojuma sekas uz vidi 326
3.§ Pazemes un virszemes ūdeņu izsmelšana 331
15. nodaļa. Antropogēnā ietekme uz litosfēru 337
1.§ Ietekme uz augsnēm 338
2.§ Ietekme uz akmeņiem un to masīviem 352
3.§ Ietekme uz zemes dzīlēm 360
16. nodaļa. Antropogēnā ietekme uz biotiskajām kopienām 365
1.§. Meža nozīme dabā un cilvēka dzīvē 365
2.§. Antropogēnā ietekme uz mežiem un citām augu sabiedrībām 369
3.§ Cilvēka ietekmes uz augu pasauli ekoloģiskās sekas 372
§ 4. Dzīvnieku pasaules nozīme biosfērā 377
5.§ Cilvēka ietekme uz dzīvniekiem un to izzušanas cēloņi 379
17. nodaļa. Īpaši ietekmes veidi uz biosfēru 385
1.§ Vides piesārņojums ar ražošanas un patēriņa atkritumiem 385
2.§ Trokšņa ietekme 390
3.§ Bioloģiskais piesārņojums 393
4.§ Elektromagnētisko lauku un starojuma ietekme 395
18. nodaļa. Ekstrēma ietekme uz biosfēru 399
1.§. Masu iznīcināšanas ieroču ietekme 400
§ 2. Cilvēka izraisītu vides katastrofu ietekme 403
3.§ Dabas stihijas 408
Piektā sadaļa. EKOLOĢISKĀ AIZSARDZĪBA UN VIDES AIZSARDZĪBA 429
19.nodaļa. Vides aizsardzības un dabas resursu racionālas izmantošanas pamatprincipi 429
20.nodaļa. Inženiervides aizsardzība 437
1.§ Inženiervides aizsardzības pamatvirzieni 437
2.§ Vides kvalitātes standartizācija 443
3.§ Atmosfēras aizsardzība 451
4.§ Hidrosfēras aizsardzība 458
§ 5. Litosfēras aizsardzība 471
6.§ Biotisko kopienu aizsardzība 484
§ 7. Vides aizsardzība no īpašiem ietekmes veidiem 500
21.nodaļa. Vides tiesību pamati 516
1.§ Vides tiesību avoti 516
2.§. Vides aizsardzības valsts iestādes 520
3.§ Vides standartizācija un sertifikācija 522
4.§. Vides ekspertīze un ietekmes uz vidi novērtējums (IVN) 524
5.§ Vides pārvaldība, audits un sertifikācija 526
6.§ Vides riska jēdziens 528
7.§ Vides monitorings (vides monitorings) 531
8.§ Vides kontrole un sabiedriskās vides kustības 537
9.§ Pilsoņu tiesības un pienākumi vides jomā 540
10.§. Juridiskā atbildība par vides pārkāpumiem 543
22. nodaļa. Ekoloģija un ekonomika 547
1.§. Dabas resursu un piesārņojošo vielu ekoloģiskā un ekonomiskā uzskaite 549
2.§. Licence, līgums un ierobežojumi vides pārvaldībā 550
3.§ Jauni vides aizsardzības finansēšanas mehānismi 552
4.§ Ilgtspējīgas attīstības jēdziens 556
23.nodaļa. Sabiedrības apziņas apzaļumošana 560
§ 1. Antropocentrisms un ekocentrisms. Jaunas vides apziņas veidošanās 560
2.§ Vides izglītība, audzināšana un kultūra 567
24.nodaļa. Starptautiskā sadarbība ekoloģijas jomā 572
1.§ Starptautiskie vides aizsardzības objekti 573
2.§ Starptautiskās vides sadarbības pamatprincipi 576
§ 3. Krievijas dalība starptautiskajā sadarbībā vides jomā 580
Vides manifests (pēc N. F. Reimers) (secinājuma vietā) 584
Pamatjēdzieni un definīcijas ekoloģijas, vides aizsardzības un vides pārvaldības jomā 586
Mācību priekšmeta rādītājs 591
IETEICAMĀ LASĪJUMS 599

Lai sašaurinātu meklēšanas rezultātus, varat precizēt vaicājumu, norādot meklēšanas laukus. Lauku saraksts ir parādīts iepriekš. Piemēram:

Vienlaicīgi varat meklēt vairākos laukos:

Loģiskie operatori

Noklusējuma operators ir UN.
Operators UN nozīmē, ka dokumentam jāatbilst visiem grupas elementiem:

pētniecības attīstība

Operators VAI nozīmē, ka dokumentam jāatbilst vienai no vērtībām grupā:

pētījums VAI attīstību

Operators NAV izslēdz dokumentus, kas satur šo elementu:

pētījums NAV attīstību

Meklēšanas veids

Rakstot vaicājumu, varat norādīt metodi, kādā frāze tiks meklēta. Tiek atbalstītas četras metodes: meklēšana, ņemot vērā morfoloģiju, bez morfoloģijas, prefiksu meklēšana, frāžu meklēšana.
Pēc noklusējuma meklēšana tiek veikta, ņemot vērā morfoloģiju.
Lai meklētu bez morfoloģijas, frāzē vārdu priekšā ielieciet zīmi “dolārs”:

$ pētījums $ attīstību

Lai meklētu prefiksu, pēc vaicājuma jāievieto zvaigznīte:

pētījums *

Lai meklētu frāzi, vaicājums jāiekļauj dubultpēdiņās:

" pētniecība un attīstība "

Meklēt pēc sinonīmiem

Lai meklēšanas rezultātos iekļautu vārda sinonīmus, jāievieto jaucējzīme " # " pirms vārda vai pirms izteiciena iekavās.
Piemērojot vienam vārdam, tam tiks atrasti līdz pat trīs sinonīmi.
Lietojot iekavas izteiksmei, katram vārdam tiks pievienots sinonīms, ja tāds tiks atrasts.
Nav savietojams ar meklēšanu bez morfoloģijas, prefiksu meklēšanu vai frāžu meklēšanu.

# pētījums

Grupēšana

Lai grupētu meklēšanas frāzes, jāizmanto iekavas. Tas ļauj kontrolēt pieprasījuma Būla loģiku.
Piemēram, jums ir jāiesniedz pieprasījums: atrodiet dokumentus, kuru autors ir Ivanovs vai Petrovs, un nosaukumā ir vārdi pētniecība vai attīstība:

Aptuvenā vārdu meklēšana

Aptuvenai meklēšanai jāievieto tilde " ~ " frāzes vārda beigās. Piemēram:

broms ~

Veicot meklēšanu, tiks atrasti tādi vārdi kā "broms", "rums", "rūpnieciskais" utt.
Varat papildus norādīt maksimālo iespējamo labojumu skaitu: 0, 1 vai 2. Piemēram:

broms ~1

Pēc noklusējuma ir atļauti 2 labojumi.

Tuvuma kritērijs

Lai meklētu pēc tuvuma kritērija, jāievieto tilde " ~ " frāzes beigās. Piemēram, lai atrastu dokumentus ar vārdiem pētniecība un attīstība 2 vārdos, izmantojiet šādu vaicājumu:

" pētniecības attīstība "~2

Izteicienu atbilstība

Lai mainītu atsevišķu izteicienu atbilstību meklēšanā, izmantojiet zīmi " ^ " izteiciena beigās, kam seko šī izteiciena atbilstības līmenis attiecībā pret citiem.
Jo augstāks līmenis, jo atbilstošāka ir izteiksme.
Piemēram, šajā izteicienā vārds “pētniecība” ir četras reizes atbilstošāks nekā vārds “attīstība”:

pētījums ^4 attīstību

Pēc noklusējuma līmenis ir 1. Derīgās vērtības ir pozitīvs reālais skaitlis.

Meklēt noteiktā intervālā

Lai norādītu intervālu, kurā jāatrodas lauka vērtībai, iekavās jānorāda robežvērtības, atdalītas ar operatoru UZ.
Tiks veikta leksikogrāfiskā šķirošana.

Šāds vaicājums atgriezīs rezultātus ar autoru, sākot no Ivanova un beidzot ar Petrovu, bet Ivanovs un Petrovs netiks iekļauti rezultātā.
Lai diapazonā iekļautu vērtību, izmantojiet kvadrātiekavas. Lai izslēgtu vērtību, izmantojiet cirtainas breketes.

(dokuments)

n1.doc

Vārds: CD Ekoloģija: elektroniskā mācību grāmata. Mācību grāmata augstskolām

Gads: 2009

Izdevējs: KnoRus

ISBN: 539000289X

ISBN-13 (EAN): 9785390002896

teksts ņemts no elektroniskās mācību grāmatas

I sadaļa. Vispārējā ekoloģija

IEVADS Ekoloģija un īss pārskats par tās attīstību

1. Ekoloģijas priekšmets un uzdevumi

Visizplatītākā ekoloģijas kā zinātnes disciplīnas definīcija ir šāda: ekoloģija zinātne, kas pēta dzīvo organismu pastāvēšanas apstākļus un attiecības starp organismiem un to dzīvotni. Terminu “ekoloģija” (no grieķu valodas “oikos”  māja, mājoklis un “logos”  mācība) bioloģijas zinātnē pirmo reizi ieviesa vācu zinātnieks E. Hekels 1866. gadā. Sākotnēji ekoloģija attīstījās kā neatņemama bioloģijas zinātnes sastāvdaļa. , ciešā saistībā ar citām dabaszinātnēm  ķīmiju, fiziku, ģeoloģiju, ģeogrāfiju, augsnes zinātni, matemātiku.

Ekoloģijas priekšmets ir savienojumu kopums vai struktūra starp organismiem un vidi. Galvenais studiju objekts ekoloģijā  ekosistēmas, i., vienoti dabas kompleksi, ko veido dzīvi organismi un to dzīvotne. Turklāt viņas kompetences joma ietver studijas noteiktu veidu organismi(organisma līmenis), to populācijas i., vienas sugas indivīdu kolekcijas (populācijas sugas līmenis), populāciju kolekcijas, t.i., biotiskās kopienas  biocenozes(biocenotiskais līmenis) un biosfēra kopumā (biosfēras līmenis).

Ekoloģijas kā bioloģijas zinātnes galvenā, tradicionālā daļa ir vispārējā ekoloģija, kas pēta vispārējos attiecību modeļus starp jebkuriem dzīviem organismiem un vidi (tostarp cilvēku kā bioloģisku būtni).

Kā daļa no vispārējās ekoloģijas tiek izdalītas šādas galvenās sadaļas:

 autekoloģija, atsevišķa organisma (sugas, indivīdu) individuālo saistību ar apkārtējo vidi izzināšana;

 iedzīvotāju ekoloģija(demoekoloģija), kuras uzdevums ir pētīt atsevišķu sugu populāciju struktūru un dinamiku. Arī populācijas ekoloģija tiek uzskatīta par īpašu autekoloģijas nozari;

 sinekoloģija(biocenoloģija), kas pēta populāciju, kopienu un ekosistēmu attiecības ar vidi.

Visām šīm jomām galvenais ir mācīties dzīvo būtņu izdzīvošana vidē, un uzdevumi, ar kuriem viņi saskaras, galvenokārt ir bioloģiska rakstura: pētīt organismu un to kopienu adaptācijas modeļus videi, pašregulāciju, ekosistēmu un biosfēras stabilitāti utt.

Iepriekš minētajā izpratnē bieži tiek saukta vispārējā ekoloģija bioekoloģija, kad viņi vēlas uzsvērt tās biocentriskumu.

No laika faktora viedokļa ekoloģija tiek diferencēta vēsturisks un evolucionārs.

Turklāt ekoloģiju klasificē pēc konkrētiem studiju objektiem un vidēm, t.i., izšķir dzīvnieku ekoloģija, augu ekoloģija un mikrobu ekoloģija.

Pēdējā laikā nepārtraukti pieaug biosfēras kā vides analīzes objekta loma un nozīme. Īpaši liela nozīme mūsdienu ekoloģijā tiek piešķirta cilvēka mijiedarbības problēmām ar dabisko vidi. Šo sadaļu izcelšana vides zinātnē ir saistīta ar strauju cilvēka un vides savstarpējās negatīvās ietekmes pieaugumu, ekonomisko, sociālo un morālo aspektu lomas palielināšanos saistībā ar zinātnes un tehnoloģiju progresa krasi negatīvajām sekām.

Tādējādi mūsdienu ekoloģija neaprobežojas tikai ar bioloģiskās disciplīnas ietvariem, kas interpretē galvenokārt dzīvnieku un augu attiecības ar vidi, tā pārvēršas par starpdisciplināru zinātni, kas pēta vissarežģītākās cilvēka mijiedarbības ar vidi problēmas. Šīs problēmas aktualitāte un daudzpusība, ko izraisījusi vides situācijas pasliktināšanās globālā mērogā, ir novedusi pie daudzu dabas, tehnisko un humanitāro zinātņu “zaļāšanas”.

Piemēram, ekoloģijas krustpunktā ar citām zināšanu nozarēm turpinās tādu jaunu virzienu attīstība kā inženierekoloģija, ģeoekoloģija, matemātiskā ekoloģija, lauksaimniecības ekoloģija, kosmosa ekoloģija u.c.

Attiecīgi arī pats jēdziens “ekoloģija” saņēma plašāku interpretāciju, un par fundamentālu tika atzīta ekoloģiskā pieeja cilvēku sabiedrības un dabas mijiedarbības izpētei.

Ar Zemes kā planētas ekoloģiskām problēmām nodarbojas intensīvi attīstās globālā ekoloģija, kuras galvenais izpētes objekts ir biosfēra kā globāla ekosistēma. Šobrīd tādas speciālās disciplīnas kā sociālā ekoloģija, pētot attiecības sistēmā “cilvēka sabiedrība – daba”, un tās daļa  cilvēka ekoloģija(antropoekoloģija), kas pēta cilvēka kā biosociālas būtnes mijiedarbību ar apkārtējo pasauli.

Mūsdienu ekoloģija ir cieši saistīta ar politiku, ekonomiku, tiesībām (ieskaitot starptautiskās tiesības), psiholoģiju un pedagoģiju, jo tikai sadarbojoties ar tām ir iespējams pārvarēt tehnokrātisko domāšanas paradigmu un attīstīt jauna veida vides apziņu, kas radikāli maina cilvēku uzvedību. attiecībā pret dabu.

No zinātniskā un praktiskā viedokļa ekoloģijas dalījums teorētiskajā un lietišķajā ir diezgan pamatots.

Teorētiskā ekoloģija atklāj vispārējos dzīves organizācijas modeļus.

Lietišķā ekoloģija pēta biosfēras cilvēka iznīcināšanas mehānismus, veidus, kā šo procesu novērst un izstrādā dabas resursu racionālas izmantošanas principus. Lietišķās ekoloģijas zinātniskais pamats ir vispārīgu vides likumu, noteikumu un principu sistēma.

Pamatojoties uz iepriekšminētajiem jēdzieniem un virzieniem, izriet, ka ekoloģijas uzdevumi ir ļoti dažādi.

Vispārīgi teorētiski tie ietver:

 vispārējas ekoloģisko sistēmu ilgtspējas teorijas izstrāde;

 ekoloģisko pielāgošanās videi mehānismu izpēte;

 iedzīvotāju regulējuma izpēte;

 bioloģiskās daudzveidības un tās uzturēšanas mehānismu izpēte;

 ražošanas procesu izpēte;

 biosfērā notiekošo procesu izpēte, lai saglabātu tās stabilitāti;

 ekosistēmu stāvokļa un globālo biosfēras procesu modelēšana.

Galvenās pielietotās problēmas, kuras ekoloģijai šobrīd ir jāatrisina, ir šādas:

 iespējamo negatīvo seku prognozēšana un novērtēšana dabiskajā vidē cilvēka darbības ietekmē;

 vides kvalitātes uzlabošana;

 inženiertehnisko, ekonomisko, organizatorisko, juridisko, sociālo vai citu risinājumu optimizācija, lai nodrošinātu videi drošu ilgtspējīgu attīstību, pirmkārt, videi visvairāk apdraudētajās teritorijās.

Stratēģisks uzdevums ekoloģija tiek uzskatīta par dabas un sabiedrības mijiedarbības teorijas izstrādi, kuras pamatā ir jauns skatījums, kas cilvēku sabiedrību uzskata par biosfēras neatņemamu sastāvdaļu.

Pašlaik ekoloģija kļūst par vienu no svarīgākajām dabaszinātnēm, un, kā uzskata daudzi ekologi, cilvēka pastāvēšana uz mūsu planētas būs atkarīga no tās progresa.
2. Īss pārskats par vides attīstības vēsturi

Vides attīstības vēsturē var izdalīt trīs galvenos posmus.

Pirmais posms ekoloģijas kā zinātnes izcelsme un attīstība (līdz deviņpadsmitā gadsimta 60. gadiem). Šajā posmā tika uzkrāti dati par dzīvo organismu attiecībām ar to dzīvotni, tika veikti pirmie zinātniskie vispārinājumi.

XVII-XVIII gadsimtā. ekoloģiskā informācija veidoja ievērojamu daļu daudzos bioloģiskajos aprakstos (A. Reaumur, 1734; A. Tremblay, 1744 utt.). Ekoloģiskās pieejas elementus saturēja krievu zinātnieku I. I. Lepehina, A. F. Midendorfa, S. P. Krašenņikova, franču zinātnieka J. Bufona, zviedru dabaszinātnieka K. Linneja, vācu zinātnieka G. Jēgera u.c.

Tajā pašā laika posmā J. Lamarks (1744–1829) un T. Maltuss (1766–1834) pirmo reizi brīdināja cilvēci par cilvēka ietekmes iespējamām negatīvajām sekām uz dabu.

Otrā fāze ekoloģijas veidošanās par patstāvīgu zināšanu nozari (pēc deviņpadsmitā gadsimta 60. gadiem). Posma sākums iezīmējās ar krievu zinātnieku K. F. Ruljē (1814–1858), N. A. Severtsova (1827–1885), V. V. Dokučajeva (1846–1903) darbu publicēšanu, kuri pirmo reizi pamatoja vairākus principus. un ekoloģijas jēdzieni, kas nav, ir zaudējuši savu nozīmi līdz mūsdienām. Nav nejaušība, ka amerikāņu ekologs Ju.Odums (1975) V.V.Dokučajevu uzskata par vienu no ekoloģijas pamatlicējiem. 70. gadu beigās. XIX gs Vācu hidrobiologs K. Mobiuss (1877) iepazīstina ar svarīgāko biocenozes jēdzienu kā dabisku organismu kombināciju noteiktos vides apstākļos.

Nenovērtējamu ieguldījumu ekoloģijas pamatu attīstībā sniedza Čārlzs Darvins (1809–1882), kurš atklāja galvenos organiskās pasaules evolūcijas faktorus. To, ko Čārlzs Darvins nosauca par “cīņu par eksistenci”, no evolūcijas viedokļa var interpretēt kā dzīvo būtņu attiecības ar ārējo, abiotisko vidi un savā starpā, t.i., ar biotisko vidi.

Vācu evolūcijas biologs E. Hekels (1834-1919) pirmais saprata, ka šī ir neatkarīga un ļoti svarīga bioloģijas joma, un nosauca to par ekoloģiju (1866). Savā galvenajā darbā “Organismu vispārējā morfoloģija” viņš rakstīja: “Ar ekoloģiju mēs saprotam ar dabas ekonomiku saistīto zināšanu kopumu: visu dzīvnieku un tā vides attiecību kopuma izpēti, gan organisko, gan neorganisko, un galvenokārt - tās draudzīgās vai naidīgās attiecības ar tiem dzīvniekiem un augiem, ar kuriem viņš tieši vai netieši saskaras. Īsāk sakot, ekoloģija ir visu to sarežģīto attiecību izpēte, kuras Darvins nosauca par "apstākļiem, kas izraisa cīņu par eksistenci".

Ekoloģija kā neatkarīga zinātne beidzot izveidojās divdesmitā gadsimta sākumā. Šajā periodā amerikāņu zinātnieks K. Adamss (1913) izveidoja pirmo kopsavilkumu par ekoloģiju, tika publicēti citi svarīgi vispārinājumi un kopsavilkumi (W. Shelford, 1913, 1929; C. Elton, 1927; R. Hesse, 1924; K. Raunker, 1929 u.c.). Divdesmitā gadsimta lielākais krievu zinātnieks. V.I. Vernadskis rada fundamentālu biosfēras doktrīnu.

30. un 40. gados. ekoloģija ir pacēlusies augstākā līmenī, pateicoties jaunai pieejai dabas sistēmu izpētē. Vispirms A. Tanslijs (1935) izvirzīja ekosistēmas jēdzienu, un nedaudz vēlāk V. N. Sukačovs (1940) pamatoja tam tuvu biogeocenozes jēdzienu. Jāpiebilst, ka iekšzemes ekoloģijas līmenis 20.–40. bija viens no visattīstītākajiem pasaulē, īpaši fundamentālo izstrādņu jomā. Šajā periodā strādāja tādi izcili zinātnieki kā akadēmiķis V. I. Vernadskis un V. N. Sukačovs, kā arī ievērojami ekologi V. V. Stančinskis, E. S. Bauers, G. G. Gause, V. N. Beklemiševs. A. N. Formozovs, D. N. Kaškarovs un citi.

Divdesmitā gadsimta otrajā pusē. Vides piesārņojuma un cilvēka ietekmes uz dabu straujā pieauguma dēļ ekoloģijai ir īpaša nozīme.

Sākas trešais posms(20. gs. 50. gadi - līdz mūsdienām)  ekoloģijas pārtapšana par kompleksu zinātni, iekļaujot zinātnes par dabas un cilvēka vides aizsardzību. No stingras bioloģijas zinātnes ekoloģija pārvēršas par “nozīmīgu zināšanu ciklu, kas ietver sevī ģeogrāfijas, ģeoloģijas, ķīmijas, fizikas, socioloģijas, kultūras teorijas, ekonomikas...” (Reimers, 1994).

Mūsdienu vides attīstības periods ir saistīts ar tādu nozīmīgu ārzemju zinātnieku vārdiem kā J. Odums, J. M. Andersens, E. Pianka, R. Riklefs, M. Bigons, A. Šveiters, Dž. Hārpers, R. Vitekers, N. Borlaugs, T. Millers, B. Nebels uc No pašmāju zinātniekiem jāmin I. P. Gerasimovs, A. M. Giļarovs, V. G. Gorškovs, Ju. A. Izraels, K. S. Losevs, N. N.. Moisejevs, N. P. Naumovs, N. F. Reimers, V. V. Rozanovs, Ju. M. Sviriževs, N. V. Timofejevs-Resovskis, S. S. Švarcs, I. A. Šilovs, A. V. Jablokova, A. L. Janšina un citi.

Pirmie vides akti Krievijā zināmi kopš 9.-12.gs. (piemēram, Jaroslava Gudrā likumu kopums “Krievu patiesība”, kas noteica medību un biškopības zemju aizsardzības noteikumus). XIV-XVII gs. Uz Krievijas valsts dienvidu robežām atradās “zasechnye meži”, sava veida aizsargājamās teritorijas, kurās bija aizliegta saimnieciskā mežizstrāde. Vēsture ir saglabājusi vairāk nekā 60 Pētera I vides dekrētus. Tieši viņa vadībā sākās Krievijas bagātāko dabas resursu izpēte. 1805. gadā Maskavā tika nodibināta dabaszinātnieku biedrība. Deviņpadsmitā gadsimta beigās un divdesmitā gadsimta sākumā. Radās kustība retu dabas objektu aizsardzībai. Dabas aizsardzības zinātniskie pamati tika likti, izmantojot izcilu zinātnieku V. V. Dokučajeva, K. M. Bēra, G. A. Koževņikova, I. P. Borodina, D. N. Anučina, S. V. Zavadska un citu darbu.

Padomju valsts vides aktivitāšu sākums sakrita ar vairākiem pirmajiem dekrētiem, sākot ar 1917. gada 26. oktobra “Dekrētu par zemi”, kas lika pamatus vides pārvaldībai valstī.

Tieši šajā periodā dzima un ieguva likumdošanas izteiksmi galvenais vides aizsardzības darbības veids  Dabas aizsardzība.

30.-40.gados saistībā ar dabas resursu izmantošanu, ko galvenokārt izraisīja pieaugošie industrializācijas apmēri valstī, dabas aizsardzību sāka uzskatīt par “vienotu pasākumu sistēmu, kuras mērķis ir aizsargāt, attīstīt kvalitatīva dabas resursu bagātināšana un racionāla izmantošana” valsts līdzekļi” (no Pirmā Viskrievijas kongresa par dabas aizsardzību rezolūcijas, 1929).

Tādējādi Krievijā veidojas jauns vides aizsardzības darbības veids  racionāla dabas resursu izmantošana.

50. gados produktīvo spēku tālāka attīstība valstī, cilvēka negatīvās ietekmes uz dabu pastiprināšanās radīja nepieciešamību izveidot citu, sabiedrības un dabas mijiedarbību regulējošu formu,  cilvēku vides aizsardzība. Šajā periodā tika pieņemti republikas dabas aizsardzības likumi, kas pasludināja integrētu pieeju dabai ne tikai kā dabas resursu avotam, bet arī kā cilvēka dzīvotnei. Diemžēl Lisenko pseidozinātne joprojām triumfēja, un I. V. Mičurina vārdi par nepieciešamību negaidīt dabas žēlastību tika kanonizēti.

60-80 gados. Gandrīz katru gadu tika pieņemtas valdības rezolūcijas vides aizsardzības stiprināšanai (par Volgas un Urālu baseinu, Azovas un Melnās jūras, Ladogas ezera, Baikāla ezera, rūpniecisko pilsētu Kuzbasu un Donbasu, Arktikas piekrastes aizsardzību). Turpinājās vides likumdošanas veidošanas process, tika publicēti zemes, ūdens, meža un citi kodeksi.

Šīs rezolūcijas un pieņemtie likumi, kā liecina to piemērošanas prakse, nedeva vajadzīgos rezultātus – turpinājās postošā antropogēnā ietekme uz dabu.
3. Vides izglītības nozīme

Vides izglītība sniedz ne tikai zinātniskas zināšanas ekoloģijas jomā, bet arī ir svarīga topošo speciālistu vides izglītības sastāvdaļa. Tas paredz viņos ieaudzināt augstu ekoloģisko kultūru, spēju rūpēties par dabas resursiem utt. Proti, speciālistiem, mūsu gadījumā inženiertehniskajiem speciālistiem, jāveido jauna vides apziņa un domāšana, kuras būtība ir tāda, ka cilvēks ir daļa no dabas, un dabas saglabāšana ir cilvēka pilnvērtīgas dzīves saglabāšana.

Vides zināšanas ir nepieciešamas ikvienam cilvēkam, lai piepildītos daudzu paaudžu domātāju sapnis par cilvēka cienīgas vides veidošanu, kurai jābūvē skaistas pilsētas, jāattīsta tik attīstīti ražošanas spēki, lai tie varētu nodrošināt harmoniju cilvēks un daba. Bet šī saskaņa nav iespējama, ja cilvēki ir naidīgi viens pret otru un, vēl jo vairāk, ja notiek kari, kas diemžēl tā arī ir. Kā 70. gadu sākumā pareizi atzīmēja amerikāņu ekologs B. Komoners: “Jebkuru ar vidi saistītu problēmu pirmsākumu meklējumi noved pie neapstrīdamas patiesības, ka krīzes galvenais cēlonis slēpjas nevis tajā, kā cilvēki mijiedarbojas ar dabu, bet gan , kā viņi mijiedarbojas viens ar otru... un ka, visbeidzot, mieram starp cilvēkiem un dabu ir jābūt mieram starp cilvēkiem."

Šobrīd spontāna attiecību attīstība ar dabu apdraud ne tikai atsevišķu objektu, valstu teritoriju u.c., bet arī visas cilvēces pastāvēšanu.

Tas izskaidrojams ar to, ka cilvēks pēc izcelsmes, materiālajām un garīgajām vajadzībām ir cieši saistīts ar dzīvo dabu, taču atšķirībā no citiem organismiem šīs saiknes ir ieguvušas tādu mērogu un formu, ka tas var novest (un jau ved!) uz gandrīz pilnīga dzīvās planētas (biosfēras) iesaistīšana mūsdienu sabiedrības dzīvības nodrošināšanā, nostādot cilvēci vides katastrofas sliekšņa.

Cilvēks, pateicoties dabas dotajai inteliģencei, cenšas nodrošināt sev “ērtus” vides apstākļus, cenšas būt neatkarīgs no saviem fiziskajiem faktoriem, piemēram, no klimata, no pārtikas trūkuma, atbrīvoties no dzīvniekiem un augiem. kas viņam ir kaitīgi (bet nebūt nav viņam “kaitīgi”). pārējai dzīvajai pasaulei!) utt. Tāpēc cilvēks, pirmkārt, atšķiras no citām sugām ar to, ka viņš mijiedarbojas ar dabu caur kultūra, tas ir, cilvēce kopumā, attīstoties, rada kultūrvidi uz Zemes, nododot savu darbu un garīgo pieredzi no paaudzes paaudzē. Bet, kā atzīmēja K. Markss,  “kultūra, ja tā attīstās spontāni un nav apzināti virzīta... atstāj aiz sevis tuksnesi”.

Notikumu spontānu attīstību var apturēt tikai zināšanas, kā tos vadīt, un ekoloģijas gadījumā šīm zināšanām ir "jāapgūst masas", vismaz lielākā daļa sabiedrības, kas ir iespējams tikai ar cilvēku vispārēju vides izglītību. no skolas uz universitāti.

Ekoloģiskās zināšanas ļauj apzināties karu un cilvēku savstarpējo nesaskaņu destruktivitāti, jo aiz tā slēpjas ne tikai atsevišķu cilvēku un pat civilizāciju nāve, jo tas novedīs pie vispārējas vides katastrofas, visas cilvēces nāves. Tas nozīmē, ka vissvarīgākais ekoloģiskais nosacījums cilvēku un visu dzīvo būtņu izdzīvošanai ir mierīga dzīve uz Zemes. Tieši uz to ir jātiecas un jātiecas vides izglītotam cilvēkam.

Bet būtu negodīgi visu ekoloģiju veidot “ap” tikai cilvēkiem. Dabiskās vides iznīcināšanai ir kaitīgas sekas cilvēka dzīvībai. Ekoloģiskās zināšanas viņam ļauj saprast, ka cilvēks un daba ir vienots veselums un priekšstati par viņa kundzību pār dabu ir diezgan iluzori un primitīvi.

Vidi izglītots cilvēks nepieļaus spontānu attieksmi pret apkārtējo vidi. Viņš cīnīsies pret vides barbarismu, un, ja mūsu valstī šādi cilvēki kļūs par vairākumu, tad viņi nodrošinās normālu dzīvi saviem pēcnācējiem, apņēmīgi iestājoties par savvaļas dabas aizsardzību no “savvaļas” civilizācijas mantkārīgās virzības, pārveidojot un pašas civilizācijas pilnveidošana, labāko “videi draudzīgāko” » variantu atrašana dabas un sabiedrības attiecībām.

Krievijā un NVS valstīs liela uzmanība tiek pievērsta vides izglītībai. NVS dalībvalstu Starpparlamentārā asambleja pieņēma Rekomendējošu tiesību aktu par iedzīvotāju vides izglītību (1996) un citus dokumentus, tostarp Vides izglītības koncepciju.

Vides izglītība, kā teikts koncepcijas preambulā, ir paredzēta, lai attīstītu un nostiprinātu progresīvākus stereotipus par cilvēku uzvedību, kura mērķis ir:

1) dabas resursu taupīšana;

2) nepamatota vides piesārņojuma novēršana;

3) plaši izplatīta dabisko ekosistēmu saglabāšana;

4) starptautiskās sabiedrības pieņemto uzvedības un līdzāspastāvēšanas normu ievērošana;

5) apzinātas gatavības veidošana aktīvai personiskai līdzdalībai notiekošajos vides aizsardzības pasākumos un iespējamam finansiālam atbalstam tiem;

6) palīdzība kopīgu vides darbību veikšanā un vienotas vides politikas īstenošanā NVS.

Pašlaik vides likumu pārkāpšanu var apturēt tikai ar paaugstināšanu ekoloģiskā kultūra ikviens sabiedrības loceklis, un to var izdarīt, pirmkārt, ar izglītību, ekoloģijas pamatu apgūšanu, kas ir īpaši svarīgi tehnisko zinātņu jomas speciālistiem, galvenokārt būvinženieriem, ķīmijas nozares inženieriem, petroķīmija, metalurģija, mašīnbūve, pārtikas un ieguves rūpniecība uc Šī mācību grāmata ir paredzēta plašam studentu lokam, kas studē augstskolu tehniskajās jomās un specialitātēs. Saskaņā ar autoru ieceri tai jādod pamatidejas par teorētiskās un lietišķās ekoloģijas galvenajiem virzieniem un jāliek pamati topošā speciālista ekoloģiskajai kultūrai, kuras pamatā ir dziļa izpratne par augstāko vērtību - cilvēka harmonisku attīstību un attīstību. daba.
Kontroles jautājumi

1. Kas ir ekoloģija un kāds ir tās izpētes priekšmets?

2. Kā atšķiras teorētiskās un lietišķās ekoloģijas uzdevumi?

3. Ekoloģijas kā zinātnes vēsturiskās attīstības posmi. Pašmāju zinātnieku loma tās veidošanā un attīstībā.

4. Kas ir vides aizsardzība un kādi ir tās galvenie veidi?

5. Kāpēc vides kultūra un vides izglītība ir nepieciešama ikvienam sabiedrības loceklim, arī inženiertehniskajiem darbiniekiem?

1. nodaļa. Organisma un vides mijiedarbība
1.1. Galvenie dzīvības organizācijas un ekoloģijas līmeņi

Gēns, šūna, orgāns, organisms, populācija, kopiena (biocenoze)  galvenie dzīvības organizācijas līmeņi. Ekoloģija pēta bioloģiskās organizācijas līmeņus no organismiem līdz ekosistēmām. Tā, tāpat kā visas bioloģijas, pamatā ir evolūcijas attīstības teorijaČārlza Darvina organiskā pasaule, kuras pamatā ir idejas par dabiskā izlase. Vienkāršotā veidā to var attēlot šādi: cīņas par eksistenci rezultātā izdzīvo vispiemērotākie organismi, kas nodod saviem pēcnācējiem izdevīgas īpašības, kas nodrošina izdzīvošanu, kas var tos attīstīt tālāk, nodrošinot stabilu pastāvēšanu. šāda veida organismi šajos īpašajos vides apstākļos. Ja šie apstākļi mainīsies, tad izdzīvos organismi ar jaunajiem apstākļiem labvēlīgākām pazīmēm, ko viņi pārmantojuši utt.

Materiālistiskās idejas par dzīvības izcelsmi un Čārlza Darvina evolūcijas teoriju var izskaidrot tikai no ekoloģijas zinātnes viedokļa. Tāpēc nav nejaušība, ka pēc Darvina atklāšanas (1859) termins “ekoloģija” parādījās E. Hekela (1866). Vides, tas ir, fizisko faktoru, loma organismu evolūcijā un pastāvēšanā ir neapšaubāma. Šo vidi sauca abiotisks, un tā atsevišķās daļas (gaiss, ūdens u.c.) un faktori (temperatūra utt.) sauc abiotiskie komponenti, Atšķirībā no biotiskās sastāvdaļas ko pārstāv dzīvā matērija. Mijiedarbojoties ar abiotisko vidi, t.i., ar abiotiskajiem komponentiem, tie veido noteiktas funkcionālas sistēmas, kur dzīvās sastāvdaļas un vide ir “viens vesels organisms”.

Attēlā 1.1 iepriekš minētās sastāvdaļas ir uzrādītas veidlapā bioloģiskās organizācijas līmeņi bioloģiskās sistēmas, kas atšķiras pēc parādību organizācijas principiem un mēroga. Tie atspoguļo dabisko sistēmu hierarhiju, kurā mazākas apakšsistēmas veido lielākas sistēmas, kas pašas ir lielāku sistēmu apakšsistēmas.

Rīsi. 1.1. Bioloģiskās organizācijas līmeņu spektrs (saskaņā ar Yu. Odum, 1975)

Katra atsevišķā līmeņa īpašības ir daudz sarežģītākas un daudzveidīgākas nekā iepriekšējā. Bet to var izskaidrot tikai daļēji, pamatojoties uz datiem par iepriekšējā līmeņa īpašībām. Citiem vārdiem sakot, nav iespējams paredzēt katra nākamā bioloģiskā līmeņa īpašības, pamatojoties uz tā atsevišķu sastāvdaļu zemāko līmeņu īpašībām, tāpat kā nav iespējams paredzēt ūdens īpašības, pamatojoties uz skābekļa un ūdeņraža īpašībām. Šo fenomenu sauc parādīšanās īpašu īpašību klātbūtne sistēmas veselumā, kas nav raksturīga tās apakšsistēmām un blokiem, kā arī citu elementu summa, ko neapvieno sistēmu veidojošie savienojumi.

Ekoloģija pēta attēlā parādītā “spektra” labo pusi. 1.1, t.i., bioloģiskās organizācijas līmeņi no organismiem līdz ekosistēmām. Ekoloģijā ķermenis tiek uzskatīts par neatņemamu sistēmu, mijiedarbojoties ar ārējo vidi, gan abiotisko, gan biotisko. Šajā gadījumā mūsu redzes lauks ietver tādu komplektu kā bioloģiskās sugas, kas sastāv no līdzīgiem privātpersonām, kas tomēr kā privātpersonām atšķiras viens no otra. Tie ir tikpat atšķirīgi, cik viens cilvēks atšķiras no otra, arī pieder pie vienas sugas. Bet viņiem visiem ir viena kopīga iezīme gēnu fonds , nodrošinot to spēju vairoties sugas ietvaros. Nevar būt pēcnācēji no dažādu sugu indivīdiem, pat cieši radniecīgiem, apvienotiem vienā ģintī, nemaz nerunājot par ģimeni un lielākiem taksoniem, kas apvieno vēl "tālākus radiniekus".

Tā kā katram indivīdam (indivīdam) ir savas specifiskās īpašības, to attiecības ar vides stāvokli un tās faktoru ietekmi ir atšķirīgas. Piemēram, daži indivīdi var neizturēt temperatūras paaugstināšanos un iet bojā, bet visas sugas populācija izdzīvo uz citu īpatņu rēķina, kas ir vairāk pielāgoti paaugstinātai temperatūrai.

Populācija, visvispārīgākajā formā, ir vienas sugas īpatņu kolekcija. Ģenētika parasti pievieno kā obligātu punktu  šī agregāta spēja sevi atražot. Ekologi, ņemot vērā abas šīs pazīmes, uzsver vienas sugas līdzīgu populāciju zināmu izolāciju telpā un laikā (Gilyarov, 1990).

Līdzīgu populāciju izolācija telpā un laikā atspoguļo reālo biotas dabisko struktūru. Reālā dabas vidē daudzas sugas ir izkaisītas plašās teritorijās, tāpēc ir nepieciešams izpētīt noteiktu sugu grupējumu noteiktā teritorijā. Daļa grupu diezgan labi pielāgojas vietējiem apstākļiem, veidojot t.s ekotips. Pat šī nelielā, ģenētiski radniecīgo indivīdu grupa var radīt lielu populāciju un ļoti stabilu populāciju diezgan ilgu laiku. To veicina indivīdu pielāgošanās abiotiskajai videi, intraspecifiskā konkurence utt.

Tomēr patiesas vienas sugas grupas un apmetnes dabā nepastāv, un mēs parasti saskaramies ar grupām, kas sastāv no daudzām sugām. Šādas grupas sauc par bioloģiskajām kopienām vai biocenozēm.

Biocenoze dažādu veidu mikroorganismu, augu un dzīvnieku kopdzīves populāciju kopums. Terminu “biocenoze” pirmais lietoja Moebiuss (1877), pētot organismu grupu austeru bankā, t.i., no paša sākuma šī organismu kopiena aprobežojās ar noteiktu “ģeogrāfisku” telpu, šajā gadījumā smilšu sēkļa robežas. Šo vietu vēlāk sauca biotops, kas attiecas uz vides apstākļiem noteiktā apgabalā: gaiss, ūdens, augsne un pamatā esošie akmeņi. Tieši šajā vidē pastāv veģetācija, fauna un mikroorganismi, kas veido biocenozi.

Ir skaidrs, ka biotopa sastāvdaļas ne tikai eksistē tuvumā, bet aktīvi mijiedarbojas savā starpā, veidojot noteiktu bioloģisko sistēmu, ko akadēmiķis V. N. Sukačovs nosauca. biogeocenoze.Šajā sistēmā abiotisko un biotisko komponentu kopumam ir “...sava īpaša mijiedarbības specifika” un “noteikts matērijas un to enerģijas apmaiņas veids savā starpā un citām dabas parādībām un pārstāv iekšēju pretrunīgu dialektisku vienotību, kas atrodas pastāvīgā kustībā un attīstībā” (Sukachev, 1971). Biogeocenozes diagramma ir parādīta attēlā. 1.2. Šo plaši pazīstamo V. N. Sukačova shēmu laboja G. A. Novikovs (1979).

Rīsi. 1.2. Biogeocenozes shēma pēc G. A. Novikova (1979)

Terminu "biogeocenoze" 30. gadu beigās ierosināja V. N. Sukačovs. Sukačova idejas vēlāk veidoja pamatu bioģeocenoloģija vesels zinātnisks virziens bioloģijā, kas risina dzīvo organismu savstarpējās mijiedarbības un tos aptverošās abiotiskās vides problēmas.

Tomēr nedaudz agrāk, 1935. gadā, angļu botāniķis A. Tanslijs ieviesa terminu “ekosistēma”. Ekosistēma, pēc A. Tanslija domām,  “organismu kompleksu kopums ar savas vides fizikālo faktoru kompleksu, t.i., biotopu faktoriem plašā nozīmē”. Līdzīgas definīcijas ir arī citiem slaveniem ekologiem: Y. Odum, K. Willie, R. Whitaker, K. Watt.

Vairāki ekosistēmiskās pieejas piekritēji Rietumos jēdzienus “biogeocenoze” un “ekosistēma” uzskata par sinonīmiem, īpaši J. Odums (1975, 1986).

Tomēr vairāki Krievijas zinātnieki nepiekrīt šim viedoklim, redzot zināmas atšķirības. Tomēr daudzi šīs atšķirības neuzskata par būtiskām un pielīdzina šos jēdzienus. Tas ir vēl jo vairāk nepieciešams, jo jēdzienu “ekosistēma” plaši izmanto radniecīgās zinātnēs, īpaši vides zinātnē.

Īpaši svarīgi ekosistēmu identificēšanai ir trofisks, i., organismu uztura attiecības, kas regulē visu biotisko kopienu enerģiju un visu ekosistēmu kopumā.

Pirmkārt, visi organismi ir sadalīti divās lielās grupās - autotrofos un heterotrofos.

Autotrofisks organismi savai eksistencei izmanto neorganiskus avotus, tādējādi veidojot organisko vielu no neorganiskām vielām. Pie šādiem organismiem pieder sauszemes un ūdens vides fotosintēzes zaļie augi, zilaļģes, dažas ķīmijas sintēzes rezultātā radušās baktērijas utt.

Tā kā organismi ir diezgan dažādi pēc uztura veidiem un formām, tie savā starpā nonāk sarežģītā trofiskā mijiedarbībā, tādējādi pildot svarīgākās ekoloģiskās funkcijas biotiskajās kopienās. Daži no tiem ražo produktus, citi tos patērē, bet citi pārvērš tos neorganiskā formā. Tos attiecīgi sauc: ražotāji, patērētāji un sadalītāji.

Ražotāji tādu produktu ražotāji, ar kuriem pēc tam barojas visi pārējie organismi  tie ir sauszemes zaļie augi, mikroskopiskās jūras un saldūdens aļģes, kas ražo organiskas vielas no neorganiskiem savienojumiem.

Patērētāji tie ir organisko vielu patērētāji. Starp tiem ir dzīvnieki, kas ēd tikai augu pārtiku  zālēdāji(govs) vai ēst tikai citu dzīvnieku gaļu  gaļēdāji(plēsēji), kā arī tie, kas patērē gan  "visēdāji""(cilvēks, lācis).

Reduktori (iznīcinātāji))  reducējošās vielas. Tie atgriež vielas no mirušiem organismiem atpakaļ uz nedzīvu dabu, sadalot organiskās vielas vienkāršos neorganiskos savienojumos un elementos (piemēram, CO 2, NO 2 un H 2 O). Atgriežot biogēnos elementus augsnē vai ūdens vidē, tie pabeidz bioķīmisko ciklu. To veic galvenokārt baktērijas, vairums citu mikroorganismu un sēnīšu. Funkcionāli sadalītāji ir vieni un tie paši patērētāji, tāpēc tos bieži sauc mikropatērētāji.

A.G.Banņikovs (1977) uzskata, ka arī kukaiņiem ir liela nozīme mirušo organisko vielu sadalīšanās procesos un augsnes veidošanās procesos.

Mikroorganismus, baktērijas un citas sarežģītākas formas atkarībā no to dzīvotnes iedala aeroba, i., dzīvojot skābekļa klātbūtnē, un anaerobs dzīvo vidē, kurā nav skābekļa.
1.2. Ķermenis kā dzīva neatņemama sistēma

Organisms  jebkura dzīva būtne. Tas atšķiras no nedzīvās dabas ar noteiktu īpašību kopumu, kas raksturīgs tikai dzīvai vielai: šūnu organizācija; vielmaiņu ar vadošo lomu olbaltumvielām un nukleīnskābēm, nodrošinot homeostāze organisms  pašatjaunošanās un savas iekšējās vides noturības saglabāšana. Dzīvos organismus raksturo kustība, aizkaitināmība, augšana, attīstība, vairošanās un iedzimtība, kā arī spēja pielāgoties dzīves apstākļiem  pielāgošanās.

Mijiedarbojoties ar abiotisko vidi, organisms darbojas kā pilnīga sistēma, kas ietver visus zemākos bioloģiskās organizācijas līmeņus (“spektra kreisā puse”, sk. 1.1. att.). Visas šīs ķermeņa daļas (gēni, šūnas, šūnu audi, veseli orgāni un to sistēmas) ir priekšorganisma līmeņa sastāvdaļas. Izmaiņas dažās ķermeņa daļās un funkcijās neizbēgami rada izmaiņas citās daļās un funkcijās. Tādējādi mainīgos eksistences apstākļos dabiskās atlases rezultātā atsevišķi orgāni saņem prioritāru attīstību. Piemēram, spēcīga sakņu sistēma sausās zonas augos (spalvu zāle) vai “aklums” samazinātu acu dēļ dzīvniekiem, kas dzīvo tumsā (kurmis).

Dzīviem organismiem ir vielmaiņa, vai vielmaiņa,Šajā gadījumā notiek daudzas ķīmiskas reakcijas. Šādu reakciju piemērs ir elpa, ko Lavuāzs un Laplass uzskatīja par degšanas veidu, vai fotosintēze, caur kuru saules enerģiju saista zaļie augi, un tālāko vielmaiņas procesu rezultātā tiek izmantots viss augs utt.

Kā zināms, fotosintēzes procesā papildus saules enerģijai tiek izmantots oglekļa dioksīds un ūdens. Kopējais fotosintēzes ķīmiskais vienādojums izskatās šādi:

kur C 6 H 12 O 6  ar enerģiju bagāta glikozes molekula.

Gandrīz viss oglekļa dioksīds (CO 2) nāk no atmosfēras un dienas laikā tā kustība tiek virzīta lejup uz augiem, kur notiek fotosintēze un izdalās skābeklis. Elpošana ir apgriezts process, CO 2 kustība naktī tiek virzīta uz augšu un skābeklis tiek absorbēts.

Daži organismi, baktērijas, spēj radīt organiskos savienojumus no citām sastāvdaļām, piemēram, no sēra savienojumiem. Tādus procesus sauc ķīmiskā sintēze.

Metabolisms organismā notiek tikai ar īpašu lielmolekulāro proteīnu vielu piedalīšanos  fermenti, kas darbojas kā katalizators. Katru bioķīmisko reakciju organisma dzīves laikā kontrolē īpašs enzīms, kuru savukārt kontrolē viens gēns. Gēnu maiņa sauc mutācija, noved pie bioķīmiskās reakcijas izmaiņām enzīma izmaiņu dēļ, bet pēdējā deficīta gadījumā - pie attiecīgās vielmaiņas reakcijas stadijas zaudēšanas.

Tomēr ne tikai fermenti regulē vielmaiņas procesus. Viņi saņem palīdzību koenzīmi lielas molekulas, kuru sastāvdaļa ir vitamīni. Vitamīni īpašas vielas, kas nepieciešamas visu organismu vielmaiņai  baktērijas, zaļie augi, dzīvnieki un cilvēki. Vitamīnu trūkums izraisa slimības, jo neveidojas nepieciešamie koenzīmi un tiek traucēta vielmaiņa.

Visbeidzot, vairākiem vielmaiņas procesiem ir nepieciešamas īpašas ķīmiskas vielas, ko sauc hormoni, kas veidojas dažādās ķermeņa vietās (orgānos) un ar asinīm vai difūzijas ceļā tiek nogādāti citās vietās. Hormoni veic vielmaiņas vispārējo ķīmisko koordināciju jebkurā organismā un palīdz šajā jautājumā, piemēram, dzīvnieku un cilvēku nervu sistēmai.

Molekulāri ģenētiskajā līmenī piesārņojošo vielu, jonizējošā un ultravioletā starojuma ietekme ir īpaši jutīga. Tie izraisa ģenētisko sistēmu, šūnu struktūras traucējumus un nomāc fermentu sistēmu darbību. Tas viss noved pie cilvēku, dzīvnieku un augu slimībām, organismu sugu apspiešanas un pat iznīcināšanas.

Metabolisma procesi notiek ar dažādu intensitāti visā organisma dzīves laikā, visā tā individuālās attīstības ceļā. Šo ceļu no dzimšanas līdz dzīves beigām sauc par ontoģenēzi. Ontoģenēze ir secīgu morfoloģisko, fizioloģisko un bioķīmisko pārvērtību kopums, ko ķermenis veic visā dzīves periodā.

Ontoģenēze ietver augstumsķermeņa, t.i., ķermeņa masas un izmēra palielināšanās, un diferenciācija, t.i., atšķirību rašanās starp viendabīgām šūnām un audiem, novedot tos uz specializāciju dažādu funkciju veikšanai organismā. Organismos ar seksuālu reprodukciju ontoģenēze sākas ar apaugļotu šūnu (zigotu). Ar aseksuālu vairošanos  ar jauna organisma veidošanos, sadalot mātes ķermeni vai specializētu šūnu, ar pumpuru veidošanos, kā arī no sakneņa, bumbuļa, sīpola u.c.

Katrs organisms ontoģenēzē iziet vairākus attīstības posmus. Organismam, kas vairojas seksuāli, ir dīgļu(embrionāls), pēcdzemdību periodā(pēcdzemdību) un attīstības periods pieaugušais organisms. Embrionālais periods beidzas ar embrija parādīšanos no olšūnas membrānām, bet dzīvdzemdību dzīvniekiem - ar piedzimšanu. Svarīgs ekoloģiskā nozīme dzīvniekiem ir sākotnējā pēcembrionālās attīstības stadija, kas notiek atbilstoši veidam tieša attīstība vai pēc veida metamorfoze iziet cauri kāpuru stadijai. Pirmajā gadījumā notiek pakāpeniska attīstība pieaugušā formā (cālis - vista utt.), otrajā - attīstība vispirms notiek formā. kāpuri, kas pastāv un barojas patstāvīgi, pirms pārvēršas par pieaugušu cilvēku (kurkulis - varde). Vairākiem kukaiņiem kāpuru stadija ļauj tiem izdzīvot nelabvēlīgos gadalaikos (zemā temperatūrā, sausumā utt.)

Augu ontoģenēzē ir izaugsme, attīstība(veidojas pieaugušais organisms) un novecošanās(visu fizioloģisko funkciju biosintēzes pavājināšanās un nāve). Augstāko augu un vairuma aļģu ontoģenēzes galvenā iezīme ir aseksuālo (sporofītu) un seksuālo (hematofītu) paaudžu maiņa.

Ontoģenētiskā līmenī, t.i., indivīda (indivīda) līmenī notiekošie procesi un parādības ir nepieciešama un ļoti nozīmīga saikne visas dzīvās būtnes funkcionēšanā. Ontoģenēzes procesus jebkurā stadijā var traucēt vides ķīmiskais, gaismas un termiskais piesārņojums, un tie var izraisīt deformāciju parādīšanos vai pat indivīdu nāvi ontoģenēzes pēcdzemdību stadijā.

Mūsdienu organismu ontoģenēze ir veidojusies ilgā evolūcijas periodā, to vēsturiskās attīstības rezultātā  filoģenēze. Nav nejaušība, ka šo terminu 1866. gadā ieviesa E. Hekels, jo vides nolūkos ir nepieciešams rekonstruēt dzīvnieku, augu un mikroorganismu evolucionārās pārvērtības. To dara zinātne  filoģenētika, kuras pamatā ir trīs zinātņu dati  morfoloģija, embrioloģija un paleontoloģija.

Sakarību starp dzīvo būtņu attīstību vēsturiskā un evolucionārā izteiksmē un organisma individuālo attīstību E. Hekels formulēja formā. bioģenētiskais likums : jebkura organisma ontoģenēze ir īss un saīsināts noteiktas sugas filoģenēzes atkārtojums. Citiem vārdiem sakot, vispirms dzemdē (zīdītājiem utt.) un pēc tam pēc piedzimšanas individuāls savā attīstībā saīsinātā veidā atkārto savas sugas vēsturisko attīstību.
1.3. Zemes biotas vispārīgie raksturojumi

Pašlaik uz Zemes ir vairāk nekā 2,2 miljoni organismu sugu. To taksonomija kļūst arvien sarežģītāka, lai gan tās galvenais skelets ir palicis gandrīz nemainīgs kopš tā izveidošanas, ko izveidoja izcilais zviedru zinātnieks Karls Linnejs 17. gadsimta vidū.

1.1. tabula

Šūnu organismu impērijas sistemātikas augstākie taksoni

Izrādījās, ka uz Zemes ir divas lielas organismu grupas, starp kurām atšķirības ir daudz dziļākas nekā starp augstākiem augiem un augstākiem dzīvniekiem, un tāpēc starp šūnu lielvalstīm pamatoti tika izdalītas divas lielvalsts: prokarioti - zemi organizēti pirmskodoli un. eikarioti - augsti organizēts kodols. Prokarioti(Prokariotas) pārstāv tā sauktā valstība drupinātājs, kas ietver baktērijas un zilaļģesšūnas, kurās nav kodola un tajās esošā DNS nav atdalīta no citoplazmas ar nevienu membrānu. Eikarioti(Eukariotas) pārstāv trīs karaļvalstis: dzīvnieki, sēnesun augi , kuras šūnās ir kodols, un DNS no citoplazmas atdala kodola membrāna, jo tā atrodas pašā kodolā. Sēnes ir sadalītas atsevišķā valstībā, jo izrādījās, ka tās ne tikai nepieder pie augiem, bet, iespējams, ir cēlušās no amēboīdiem biflagellate vienšūņiem, t.i., tām ir ciešāka saikne ar dzīvnieku pasauli.

Taču šāds dzīvo organismu dalījums četrās valstībās vēl nav veidojis uzziņu un izglītojošās literatūras pamatu, tāpēc tālākā materiāla izklāstā pieturamies pie tradicionālās klasifikācijas, pēc kurām baktērijas, zilaļģes un sēnes. ir zemāko augu nodaļas.

Tiek saukts visas planētas noteiktās teritorijas augu organismu kopums ar jebkuru detaļu (reģions, rajons utt.). flora, un dzīvnieku organismu kopums  fauna.

Šīs teritorijas flora un fauna kopā veido biota. Taču šiem terminiem ir arī daudz plašāks pielietojums. Piemēram, viņi saka, ka ziedaugu flora, mikroorganismu flora (mikroflora), augsnes mikroflora utt. Termins "fauna" tiek lietots līdzīgi: zīdītāju fauna, putnu fauna (avifauna), mikrofauna utt. Termins "biota" ” lieto, ja vēlas novērtēt visu dzīvo organismu un vides mijiedarbību vai, teiksim, “augsnes biotas” ietekmi uz augsnes veidošanās procesiem u.tml. Tālāk sniegts vispārīgs faunas un floras apraksts atbilstoši klasifikācijai (sk. 1.1. tabula).

Prokarioti ir vecākie organismi Zemes vēsturē, to dzīves aktivitātes pēdas tika konstatētas pirmskembrija nogulumos, t.i., apmēram pirms miljarda gadu. Pašlaik ir zināmi aptuveni 5000 sugu.

Visizplatītākie drupinātāju vidū ir baktērijas , un šobrīd tie ir visizplatītākie mikroorganismi biosfērā. To izmēri svārstās no desmitdaļām līdz diviem līdz trim mikrometriem.

Baktērijas ir izplatītas visur, bet lielākā daļa no tām ir sastopamas augsnēs — simtiem miljonu uz gramu augsnes un melnzemēs vairāk nekā divi miljardi.

Augsnes mikroflora ir ļoti daudzveidīga. Šeit baktērijas pilda dažādas funkcijas un tiek iedalītas šādās fizioloģiskās grupās: pūšanas baktērijas, nitrofējošās baktērijas, slāpekli fiksējošās baktērijas, sēra baktērijas uc Starp tām ir aerobās un anaerobās formas.

Augsnes erozijas rezultātā ūdenstilpēs nonāk baktērijas. Piekrastes daļā to ir līdz 300 tūkstošiem uz 1 ml, ar attālumu no krasta un ar dziļumu to skaits samazinās līdz 100-200 īpatņiem uz 1 ml.

Atmosfēras gaisā ir ievērojami mazāk baktēriju.

Baktērijas ir plaši izplatītas litosfērā zem augsnes horizonta. Zem augsnes slāņa to ir tikai par vienu pakāpi mazāk nekā augsnē. Baktērijas izplatās simtiem metru dziļi zemes garozā un ir sastopamas pat divu tūkstošu un vairāk metru dziļumā.

Zilaļģes pēc uzbūves līdzīgas baktēriju šūnām, tās ir fotosintēzes autotrofi. Tie dzīvo galvenokārt saldūdens tilpņu virskārtā, lai gan tie ir sastopami arī jūrās. To metabolisma produkts ir slāpekļa savienojumi, kas veicina citu planktona aļģu attīstību, kas noteiktos apstākļos var izraisīt ūdens “ziedēšanu” un tā piesārņojumu, tai skaitā ūdens apgādes sistēmās.

Eikarioti tie ir visi citi organismi uz Zemes. Visizplatītākie no tiem ir augi, no kuriem ir aptuveni 300 tūkstoši sugu.

Augi  tie ir praktiski vienīgie organismi, kas rada organisko vielu uz fizisko (nedzīvo) resursu rēķina  saules insolācija un no augsnēm iegūtie ķīmiskie elementi (komplekss biogēns elementi). Visi pārējie ēd gatavu bioloģisko pārtiku. Tāpēc augi it kā rada, ražo pārtiku pārējai dzīvnieku pasaulei, tas ir, viņi ir ražotāji.

Visām vienšūnu un daudzšūnu augu formām fotosintēzes procesu dēļ parasti ir autotrofisks uzturs.

Jūras aļģes Šī ir liela augu grupa, kas dzīvo ūdenī, kur tie var brīvi peldēt vai piestiprināties pie substrāta. Aļģes ir pirmie fotosintētiskie organismi uz Zemes, kuriem mēs esam parādā skābekļa parādīšanos tās atmosfērā. Turklāt tie spēj absorbēt slāpekli, sēru, fosforu, kāliju un citas sastāvdaļas tieši no ūdens, nevis no augsnes.

Pārējais, vairāk augsti organizēti augi zemes iemītnieki. Viņi no augsnes caur sakņu sistēmu iegūst barības vielas, kuras caur kātu tiek nogādātas lapās, kur sākas fotosintēze. Ķērpji, sūnas, papardes, ģimnosēkļi un segsēkļi (ziedaugi) ir viens no svarīgākajiem ģeogrāfiskās ainavas elementiem, dominētŠeit ir ziedoši augi, no kuriem ir vairāk nekā 250 tūkstoši sugu. Sauszemes veģetācija ir galvenais skābekļa ģenerators, kas nonāk atmosfērā, un tās nepārdomāta iznīcināšana ne tikai atstās dzīvniekus un cilvēkus bez barības, bet arī bez skābekļa.

Zemākās augsnes sēnītēm ir liela nozīme augsnes veidošanās procesos.

Dzīvnieki ir pārstāvētas ar visdažādākajām formām un izmēriem, ir vairāk nekā 1,7 miljoni sugu. Visa dzīvnieku valsts ir heterotrofiski organismi, patērētāji.

Lielākais sugu skaits un lielākais īpatņu skaits posmkāji. Kukaiņu, piemēram, ir tik daudz, ka uz katru cilvēku ir vairāk nekā 200 miljoni. Otrajā vietā sugu skaitā ir klase vēžveidīgie, bet to skaits ir ievērojami mazāks nekā kukaiņiem. Trešajā vietā sugu skaitā ir mugurkaulniekiem, starp kuriem zīdītāji aizņem aptuveni desmito daļu, un puse no visām sugām ir zivis

Tas nozīmē, ka lielākā daļa mugurkaulnieku sugu veidojās ūdens apstākļos, un kukaiņi ir tikai sauszemes dzīvnieki.

Kukaiņi attīstījās uz sauszemes ciešā saistībā ar ziedošajiem augiem, kas ir to apputeksnētāji. Šie augi parādījās vēlāk nekā citas sugas, bet vairāk nekā puse no visu augu sugām ir ziedaugi. Speciācija šajās divās organismu klasēs bija un tagad ir cieši saistīta.

Ja salīdzinām sugu skaitu zeme organismi un ūdens, tad šī attiecība būs aptuveni vienāda gan augiem, gan dzīvniekiem  sugu skaits uz sauszemes  92-93%, ūdenī  7-8%, kas nozīmē, ka organismu parādīšanās uz sauszemes deva spēcīgu impulsu evolūcijas procesam. process pieauguma virzienā sugu daudzveidība, kas palielina dabisko organismu kopienu un ekosistēmu ilgtspējību kopumā.
1.4. Par biotopu un vides faktoriem

Organisma biotops ir tā dzīves abiotisko un biotisko līmeņu kopums. Vides īpašības pastāvīgi mainās, un jebkura radība, lai izdzīvotu, pielāgojas šīm izmaiņām.

Vides ietekmi organismi uztver caur vides faktoriem, ko sauc par vides faktoriem.

Vides faktori tie ir noteikti vides apstākļi un elementi, kuriem ir specifiska ietekme uz organismu. Tos iedala abiotiskajos, biotiskajos un antropogēnos (1.3. att.).

Rīsi. 1.3. Vides faktoru klasifikācija

Abiotiskie faktori nosauc visu neorganiskās vides faktoru kopumu, kas ietekmē dzīvnieku un augu dzīvi un izplatību. Starp tiem ir fizikāli, ķīmiski un edafiski. Mums šķiet, ka nevajadzētu par zemu novērtēt dabisko ģeofizikālo lauku ekoloģisko lomu.

Fiziskie faktori tie ir tie, kuru avots ir fiziskais stāvoklis vai parādība (mehāniska, viļņu utt.). Piemēram, temperatūra  ja tā ir augsta, būs apdegums, ja tā ir ļoti zema  apsaldējumi. Temperatūras ietekmi var ietekmēt arī citi faktori: ūdenī  straume, uz sauszemes  vējš un mitrums utt.

Ķīmiskie faktori Tie ir tie, kas rodas no vides ķīmiskā sastāva. Piemēram, ūdens sāļums, ja tas ir augsts, dzīvības rezervuārā var nebūt pilnībā (Nāves jūra), bet tajā pašā laikā lielākā daļa jūras organismu nevar dzīvot saldūdenī. Dzīvnieku dzīve uz sauszemes un ūdenī utt. ir atkarīga no pietiekama skābekļa līmeņa.

Edafiskie faktori, t.i., augsne,  tas ir augšņu un iežu ķīmisko, fizikālo un mehānisko īpašību kopums, kas ietekmē gan tajos mītošos organismus, t.i., kam tie ir biotops, gan augu sakņu sistēmu. Ir labi zināma ķīmisko komponentu (biogēno elementu), temperatūras, mitruma, augsnes struktūras, humusa satura u.c. ietekme uz augu augšanu un attīstību.

Dabiskie ģeofiziskie lauki ir globāla vides ietekme uz Zemes biotu un cilvēkiem. Ir labi zināma, piemēram, Zemes magnētisko, elektromagnētisko, radioaktīvo un citu lauku vides nozīme.

Ģeofiziskie lauki ir arī fizikāli faktori, taču tiem ir litosfērisks raksturs, turklāt var pamatoti pieņemt, ka edafiskie faktori pārsvarā ir litosfēras dabas, jo vide to rašanās un iedarbībai ir augsne, kas veidojas no zemes virsmas daļas iežiem. litosfēra, tāpēc tās apvienojām vienā grupā (skat. 1.3. att.).

Tomēr organismus ietekmē ne tikai abiotiskie faktori. Organismi veido kopienas, kurās tiem jācīnās par pārtikas resursiem, par noteiktu ganību vai medību teritorijas piederību, t.i., konkurē savā starpā gan starpsugu, gan īpaši starpsugu līmenī. Tie jau ir dzīvās dabas faktori jeb biotiskie faktori.

Biotiskie faktori  dažu organismu dzīvības aktivitātes ietekmju kopums uz citu dzīvības aktivitāti, kā arī uz nedzīvo vidi (Khrustalev et al., 1996). Pēdējā gadījumā runa ir par pašu organismu spēju zināmā mērā ietekmēt savus dzīves apstākļus. Piemēram, mežā veģetācijas segas ietekmē speciāls mikroklimats, vai mikrovide, kur, salīdzinot ar atklātiem biotopiem, tiek izveidots savs temperatūras un mitruma režīms: ziemā ir par vairākiem grādiem siltāks, vasarā vēsāks un mitrāks. Īpaša mikrovide tiek veidota arī koku dobumos, urvās, alās u.c.

Īpaši jāatzīmē mikrovides apstākļi zem sniega segas, kam jau ir tīri abiotisks raksturs. Sniega sildošās iedarbības rezultātā, kas ir visefektīvākā, ja tā biezums ir vismaz 50–70 cm, tā pamatnē, apmēram 5 centimetru slānī, ziemā dzīvo mazie grauzēji, jo šeit ir labvēlīgi temperatūras apstākļi. tiem (no 0 līdz mīnus 2 С). Pateicoties tam pašam efektam, zem sniega tiek saglabāti ziemāju labības - rudzu un kviešu - stādi. Arī lielie dzīvnieki - stirnas, aļņi, vilki, lapsas, zaķi u.c. - slēpjas sniegā no stipra sala, guļot sniegā atpūsties.

Intraspecifiskā mijiedarbība starp vienas sugas indivīdiem sastāv no grupas un masas ietekmes un intraspecifiskas konkurences. Grupas un masas ietekme  termini, ko ieviesis Grasse (1944), apzīmē vienas sugas dzīvnieku grupēšanu divu vai vairāku indivīdu grupās un ietekmi, ko izraisa vides pārapdzīvotība. Pašlaik šīs sekas visbiežāk sauc demogrāfiskie faktori. Tie raksturo organismu grupu skaita un blīvuma dinamiku populācijas līmenī, kuras pamatā ir starpsugu konkurence, kas būtiski atšķiras no starpsugu. Tas izpaužas galvenokārt dzīvnieku teritoriālajā uzvedībā, kas aizsargā savas ligzdošanas vietas un noteiktu apgabalu teritorijā. Daudzi putni un zivis rīkojas šādi.

Starpsugu attiecības daudz daudzveidīgāka (skat. 1.3. att.). Divas tuvumā dzīvojošas sugas var viena otru nemaz neietekmēt, tās var viena otru ietekmēt gan labvēlīgi, gan nelabvēlīgi. Iespējamie kombināciju veidi atspoguļo dažāda veida attiecības:

 neitralisms abi veidi ir neatkarīgi un neietekmē viens otru;

 konkurenci katrs veids nelabvēlīgi ietekmē otru;

 savstarpēja attieksme sugas nevar pastāvēt viena bez otras;

 protokola sadarbība(sadraudzība)  abas sugas veido kopienu, bet var pastāvēt atsevišķi, lai gan kopiena gūst labumu abām;

 komensālisms viena suga, komensāls, gūst labumu no kopdzīves, bet otra suga  saimniekam nav labuma (savstarpēja tolerance);

 amensālisms viena suga, amensāla, piedzīvo augšanas un vairošanās kavēšanu no citas;

 plēsonība plēsīga suga barojas ar savu upuri.

Biotisko kopienu (biocenozes) pastāvēšanas pamatā ir starpsugu attiecības.

Antropogēni faktori  Lietišķajā ekoloģijā tiek aplūkoti cilvēka radītie un vidi ietekmējošie faktori (piesārņojums, augsnes erozija, mežu iznīcināšana u.c.) (sk. šīs mācību grāmatas “II daļu”).

Starp abiotiskajiem faktoriem tos bieži izšķir klimatiskie(temperatūra, gaisa mitrums, vējš utt.) un hidrogrāfiskais ūdens vides faktori (ūdens, straume, sāļums utt.).

Lielākā daļa faktoru, kvalitatīvi un kvantitatīvi, laika gaitā mainās. Piemēram, klimatiskais  dienas laikā, gadalaikā, pēc gada (temperatūra, gaisma utt.).

Tiek saukti faktori, kuru izmaiņas laika gaitā regulāri atkārtojas periodiski. Tajos ietilpst ne tikai klimatiskie, bet arī daži hidrogrāfiskie  plūdmaiņas, dažas okeāna straumes. Tiek saukti faktori, kas rodas negaidīti (vulkāna izvirdums, plēsēju uzbrukums utt.). neperiodisks.

Pētot organismu pielāgošanās spēju dzīves apstākļiem, ļoti svarīgs ir faktoru dalījums periodiskajos un neperiodiskajos (Monchadsky, 1958).

1.5. Par organismu pielāgošanos videi

Pielāgošanās (lat. adaptācija)  organismu pielāgošanās videi. Šis process aptver organismu (indivīdu, sugu, populāciju) un to orgānu uzbūvi un funkcijas. Adaptācija vienmēr attīstās trīs galveno faktoru ietekmē  mainīgums, iedzimtība un dabiskā atlase(kā arī mākslīgs, veic cilvēks).

Galvenās organismu pielāgošanās vides faktoriem ir iedzimtas. Tie veidojušies pa biotas vēsturisko un evolūcijas ceļu un mainījušies līdz ar vides faktoru mainīgumu. Organismi ir pielāgoti pastāvīgai darbībai periodiski faktori, bet starp tiem ir svarīgi atšķirt primāro un sekundāro.

Primārs tie ir faktori, kas pastāvēja uz Zemes vēl pirms dzīvības rašanās: temperatūra, gaisma, plūdmaiņas utt. Organismu pielāgošanās šiem faktoriem ir vissenākā un vispilnīgākā.

Sekundārais periodiski faktori ir primāro izmaiņu sekas: gaisa mitrums atkarībā no temperatūras; augu barība atkarībā no augu attīstības cikliskuma; vairāki intraspecifiskas ietekmes biotiskie faktori utt. Tie radās vēlāk nekā primārie, un pielāgošanās tiem ne vienmēr ir skaidri izteikta.

Normālos apstākļos biotopā vajadzētu darboties tikai periodiskiem faktoriem, neperiodiskiem nevajadzētu būt.

Adaptācijas avots ir ģenētiskas izmaiņas organismā  mutācijas, kas rodas gan dabisko faktoru ietekmē vēsturiskajā un evolūcijas stadijā, gan mākslīgas ietekmes uz ķermeni rezultātā. Mutācijas ir daudzveidīgas un to uzkrāšanās var izraisīt pat dezintegrācijas parādības, taču, pateicoties atlase mutācijas un to kombinācijas iegūst “dzīvu formu adaptīvās organizācijas vadošā radošā faktora” nozīmi (BSE. 1970. 1. sēj.).

Vēsturiskajā un evolucionārajā attīstības ceļā abiotiskie un biotiskie faktori iedarbojas uz organismiem kombinācijā. Ir zināmas gan veiksmīgas organismu adaptācijas šim faktoru kompleksam, gan “neveiksmīgas”, t.i., adaptācijas vietā suga izmirst.

Lielisks veiksmīgas adaptācijas piemērs ir zirga evolūcija aptuveni 60 miljonu gadu laikā no īsa senča līdz modernam un skaistam ātrpēdam dzīvniekam ar skausta augstumu līdz 1,6 m. Pretējs piemērs ir salīdzinoši nesen ( pirms desmitiem tūkstošu gadu) mamutu izzušana. Pēdējā apledojuma ļoti sausais, subarktiskais klimats izraisīja veģetācijas izzušanu, kurā šie dzīvnieki, starp citu, bija labi pielāgojušies zemai temperatūrai un barojās (Velichko, 1970). Turklāt izskan viedokļi, ka mamuta pazušanā “vainojams” arī pirmatnējais cilvēks, kuram arī nācies izdzīvot: viņš uzturā lietojis mamuta gaļu, un āda paglābusi no aukstuma.

Piemērā ar mamutiem augu barības trūkums sākotnēji ierobežoja mamutu skaitu, un tā pazušana izraisīja to nāvi. Augu barība šeit darbojās kā ierobežojošs faktors. Šiem faktoriem ir izšķiroša nozīme organismu izdzīvošanā un adaptācijā.

1.6. Ierobežojošie vides faktori

Pirmo reizi uz ierobežojošo faktoru nozīmi deviņpadsmitā gadsimta vidū norādīja vācu agroķīmiķis J. Lībigs. Viņš uzstādīja minimuma likums: Raža (ražošana) ir atkarīga no faktora, kas ir minimālais. Ja noderīgās sastāvdaļas augsnē kopumā veido līdzsvarotu sistēmu un tikai kāda viela, piemēram, fosfors, ir ietverta daudzumos, kas ir tuvu minimumam, tas var samazināt ražu. Bet izrādījās, ka pat tās pašas minerālvielas, kas ir ļoti noderīgas, ja tās optimāli atrodas augsnē, samazina ražu, ja tās ir pāri. Tas nozīmē, ka faktori var būt ierobežojoši, pat ja tie ir maksimāli.

Tādējādi ierobežojošie vides faktori jānosauc tādi faktori, kas ierobežo organismu attīstību to deficīta vai pārmērības dēļ salīdzinājumā ar nepieciešamību (optimālais saturs). Tos dažreiz sauc ierobežojošie faktori.

Kas attiecas uz J. Lībiga minimuma likumu, tad tam ir ierobežota ietekme un tikai ķīmisko vielu līmenī. R. Mičerlihs parādīja, ka raža ir atkarīga no visu augu dzīves faktoru, tostarp temperatūras, mitruma, gaismas u.c., kopējās darbības.

Atšķirības pēc kumulatīvs Un izolēts darbības attiecas arī uz citiem faktoriem. Piemēram, no vienas puses, negatīvās temperatūras ietekmi pastiprina vējš un augsts gaisa mitrums, bet, no otras puses, augsts mitrums vājina augstas temperatūras ietekmi utt. Taču, neskatoties uz faktoru savstarpējo ietekmi, tie tomēr nevar. aizstāt viens otru, kas ir tas, ko mēs atradām atspoguļotu V. R. Viljamsa faktoru neatkarības likums: dzīves apstākļi ir līdzvērtīgi, nevienu no dzīves faktoriem nevar aizstāt ar citu. Piemēram, mitruma (ūdens) ietekmi nevar aizstāt ar oglekļa dioksīda vai saules gaismas iedarbību utt.

Vispilnīgāk un vispārīgākā veidā atspoguļojas vides faktoru ietekmes uz ķermeni sarežģītība V. Šelforda tolerances likums: labklājības neesamību vai neiespējamību nosaka deficīts (kvalitatīvā vai kvantitatīvā nozīmē) vai, gluži pretēji, jebkura no vairākiem faktoriem, kuru līmenis var būt tuvu noteiktā organisma pieļaujamajām robežām. Šīs divas robežas tiek sauktas ārpusē tolerance.

Attiecībā uz viena faktora darbību šo likumu var ilustrēt šādi: noteikts organisms spēj eksistēt temperatūrā no mīnus 5 līdz plus 25 0 C, t.i. tās tolerances diapazons atrodas šajās temperatūrās. Tiek saukti organismi, kuru dzīvei nepieciešami apstākļi, ko ierobežo šaurs temperatūras tolerances diapazons stenotermisks(“siena”  šaura), un spēj dzīvot plašā temperatūras diapazonā  eiritermisks(“katrs”  plats) (1.4. att.).

Rīsi. 1.4. Relatīvās tolerances robežu salīdzinājums stenotermiskās un
eiritermiskie organismi (saskaņā ar F. Ruttner, 1953)

Līdzīgi temperatūrai darbojas arī citi ierobežojošie faktori, un organismus atkarībā no to ietekmes rakstura attiecīgi sauc par stenobionts Un eurybionts. Piemēram, viņi saka, ka organisms ir stenobiontisks attiecībā pret mitrumu vai eiribiontisks attiecībā pret klimatiskajiem faktoriem utt. Organismi, kas ir eiribiontiski attiecībā pret pamata klimatiskajiem faktoriem, ir visizplatītākie uz Zemes.

Organisma tolerances diapazons nepaliek nemainīgs, tas, piemēram, sašaurinās, ja kāds no faktoriem ir tuvu kādai robežai vai organisma vairošanās laikā, kad ierobežojoši kļūst daudzi faktori. Tas nozīmē, ka vides faktoru darbības raksturs noteiktos apstākļos var mainīties, t.i., tas var būt vai nebūt ierobežojošs. Vienlaikus nedrīkst aizmirst, ka paši organismi spēj samazināt faktoru ierobežojošo iedarbību, radot, piemēram, noteiktu mikroklimatu (mikrovidi). Šeit ir savdabīgs kompensācijas faktori, kas ir visefektīvākā kopienas līmenī, retāk  sugas līmenī.

Šāda faktoru kompensācija parasti rada apstākļus fizioloģiskā aklimatizācija eirobiotu suga ar plašu izplatību, kas, aklimatizējoties noteiktā konkrētā vietā, izveido unikālu populāciju t.s. ekotips, kuru pielaides robežas atbilst vietējiem apstākļiem. Ar dziļākiem adaptācijas procesiem, ģenētiskās rases.

Tātad dabiskos apstākļos organismi ir atkarīgi no kritisko fizikālo faktoru stāvoklis, no nepieciešamo vielu satura Un no pielaides diapazona paši organismi šiem un citiem vides komponentiem.
Kontroles jautājumi

1. Kādi ir dzīvības bioloģiskās organizācijas līmeņi? Kuri no tiem ir ekoloģijas izpētes objekti?

2. Kas ir biogeocenoze un ekosistēma?

3. Kā organismi tiek iedalīti pēc to barības avota rakstura? Pēc ekoloģiskajām funkcijām biotiskās kopienās?

4. Kas ir dzīvs organisms un ar ko tas atšķiras no nedzīvās dabas?

5. Kāds ir adaptācijas mehānisms organisma kā vienotas sistēmas mijiedarbības laikā ar vidi?

6. Kas ir augu elpošana un fotosintēze? Kāda nozīme Zemes biotai ir autotrofu vielmaiņas procesiem?

7. Kāda ir bioģenētiskā likuma būtība?

8. Kādas ir mūsdienu organismu klasifikācijas iezīmes?

9. Kas ir organisma dzīvotne? Koncepcijas par vides faktoriem.

10. Kā sauc neorganiskās vides faktoru kopumu? Norādiet šo faktoru nosaukumu un definīciju.

11. Kā sauc dzīvās organiskās vides faktoru kopumu? Nosauciet nosaukumu un definējiet dažu organismu dzīvības aktivitātes ietekmi uz citu organismu dzīvības aktivitāti starpsugu un starpsugu līmenī.

12. Kāda ir adaptāciju būtība? Kāda ir periodisko un neperiodisko faktoru nozīme adaptācijas procesos?

13. Kā sauc vides faktorus, kas ierobežo organisma attīstību? J. Lībiga minimuma likumi un V. Šelforda tolerance.

14. Kāda ir vides faktoru izolētas un kombinētas darbības būtība? V. R. Viljamsa likums.

15. Ko nozīmē ķermeņa tolerances diapazons un kā tie tiek sadalīti atkarībā no šī diapazona lieluma?

Lekcijas 8.-9. BIOGEOCENOZES un to sastāvdaļas. JĒDZIENS, struktūra. fitocenožu izpētes metodes.

Literatūra

Korobkins V.I., Peredeļskis L.V. Ekoloģija. Rostova pie Donas: Fēnikss, 2005. 576 lpp. (Augstākā izglītība)

Stepanovskikh A.S. Bioloģiskā ekoloģija. Teorija un prakse: mācību grāmata augstskolu studentiem, kuri studē vides specialitātes. M.: VIENOTĪBA-DANA, 2009. 791 lpp.

Stepanovskikh A.S. Vispārējā ekoloģija: mācību grāmata universitātēm. M.: VIENOTĪBA, 2001. 510 lpp.

8. lekcija

1. Biogeocenozes jēdziens

2. BGC komponentu sastāvs

3. Fitocenozes ir galvenā biogeocenozes sastāvdaļa

4. Jēdziena “fitocenoze” definīcija.

5. Fitocenozes struktūra

5.1. Sugas struktūra

Sugu struktūras kvantitatīvie rādītāji

Kā pareizi raksturot fitocenozes floristikas sastāvu?

Sugas vitalitāte

5.2. Biocenozes telpiskā vai morfoloģiskā struktūra

Vertikālā neviendabība

Horizontālā neviendabība

9. lekcija

6. Lauka metodes biogeocenožu pētīšanai

Izmēģinājuma parauglaukumu izveides metodika

Līmeņu aprakstīšanas metodika

Floristiskā sastāva noteikšanas metodika

7. Fitocenožu diagnostiskās pazīmes piešķiršanai noteiktai asociācijai

IEVADS

Vienā no pirmajām lekcijām tika apspriesta koncepcija dzīves organizācijas līmeņi(bioloģiskais spektrs). Galvenie dzīvības organizācijas līmeņi: gēns, šūna, orgāns, organisms, populācija, kopiena (biocenoze). Vai attiecīgi (saskaņā ar Yu. Odum, 1975):

1) Ģenētiski vai molekulāri

2) Mobilais Un audu līmeņi

3) Ērģeles

4) Organisms

5) Populācija-sugas starpposms starp “organismu” un “supraorganismu” līmeni.

6) Ekosistēma, biogeocenotiska attiecības supraorganismu sistēmās tiek pētītas biogeocenozes un ekosistēmas ietvaros (starp populācijām, grupām, organismiem BGC ietvaros).

7) Biosfēra augstākā, aplūkota makroekosistēmu, biogeocenožu (meža-stepju, meža-purvs, meža-tundra u.c.) savstarpējā saistība, pētīts vielu un enerģijas aprites likums globālā aspektā.

Vispārējā ekoloģija pēta pēdējos trīs bioloģiskās organizācijas līmeņus no organisma līdz ekosistēmām.

Kāpēc sākt ar organismu? Jo viņš ir pirmais var pastāvēt pats par sevi! Dzīve neizpaužas ārpus organismiem.

 - galvenais pētījumu priekšmets ekosistēmas pieejā ekoloģijā ir vielas un enerģijas transformācijas procesi starp biotu un fizisko vidi, t.i., materiālu un enerģijas apmaiņas procesi ekosistēmā kopumā. Tās ir arī dzīvo organismu (indivīdu) attiecības savā starpā un ar to dzīvotni populācijas-biocenotiskā līmenī un vēl augstākas pakāpes bioloģisko sistēmu līmeņos (biogeocenozes un biosfēra).

 - galvenais pētījuma objekts ir ekosistēma.

Biogeocenozes pakāpes ekosistēma vispārējā ekoloģijā tiek uzskatīta par vissvarīgāko vienību, un organisms vai suga ir mazākā vienība, bet arī pieder pie svarīgiem objektiem.

Kāpēc ir tik svarīgi un tik nepieciešams pētīt dabu ekosistēmu un galvenokārt biogeocenožu līmenī? Jo, zinot ekosistēmu veidošanās un funkcionēšanas likumus, ir iespējams paredzēt un novērst to iznīcināšanu negatīvu faktoru ietekmes rezultātā, paredzēt aizsardzības pasākumus un galu galā saglabāt cilvēka dzīves vidi kā suga.

1. Biogeocenozes jēdziens

Terminu "biogeocenoze" 30. gadu beigās ierosināja akadēmiķis V. N. Sukačovs. saistībā ar meža ekosistēmām.

Biogeocenozes definīcija saskaņā ar V. N. Sukačova (1964: 23) tiek uzskatīta par klasisku - “... tas ir viendabīgu dabas parādību (atmosfēras, iežu, veģetācijas, faunas un mikroorganismu pasaules, augsnes un hidroloģisko apstākļu) kopums. noteiktu zemes virsmas apmēru”, kam ir īpaša šo to veidojošo komponentu mijiedarbības specifika un noteikta veida vielmaiņa un enerģija: savā starpā un ar citām dabas parādībām un pārstāv iekšēju pretrunīgu vienotību, pastāvīgā kustībā un attīstībā...”

Tulkots vienkāršā valodā "Biogeocenoze ir visu sugu kopumu un visu vides faktoru kopumu, kas nosaka konkrētās ekosistēmas pastāvēšanu, ņemot vērā neizbēgamo antropogēno ietekmi." Pēdējais papildinājums ņemot vērā neizbēgamo antropogēno ietekmi veltījums mūsdienīgumam. Laikā, kad V.N. Sukačovam nebija vajadzības antropogēno faktoru klasificēt kā galveno vidi veidojošo faktoru, kā tas ir tagad. Bet jau tad bija skaidrs, ka sastāvdaļas biogeocenoze ne tikai pastāv blakus, bet arī aktīvi mijiedarbojas viens ar otru ( rīsi. 1).

2. BGC komponentu sastāvs

Biocenoze, vai bioloģiskā kopiena, trīs komponentu kopums, kas dzīvo kopā: veģetācija, dzīvnieki un mikroorganismi.

Dabā nav vienas sugas grupu un apmetņu, un biocenozēs mēs parasti saskaramies ar grupām, kas sastāv no daudzām sugām. Biocenozes kā dzīvās vielas organizācijas forma attīstās diezgan ilgā laika periodā, un tāpēc tām ir raksturīga diezgan labi izveidota tajā iekļauto organismu strukturālā organizācija un stabilitāte.

Galvenās biocenožu īpašības ir spēja ražot dzīvu vielu, būtpašregulācija un pašreprodukcija .

Biocenozes lielums ir atkarīgs no teritorijas lieluma ar viendabīgām abiotiskām īpašībām, t.i., biotopu.

Biotopsšī ir sava veida “ģeogrāfiska” telpa, biocenozes dzīves vieta, ko biežāk sauc ekotops.

Ekotops veidojas augsne ar raksturīgu zemes dzīļu, ar meža pakaišiem, kā arī ar tādu vai citu humusa (humusa) daudzumu un atmosfēra ar noteiktu saules starojuma daudzumu, ar noteiktu brīvā mitruma daudzumu, ar raksturīgu oglekļa dioksīda saturu gaisā, dažādiem piemaisījumiem, aerosoliem utt., ūdens biogeocenozēs, nevis atmosfērā - ūdens.

No visām biotopa sastāvdaļām augsne ir vistuvāk biogeocenozes biogēnajai sastāvdaļai, jo tās izcelsme ir tieši saistīta ar dzīvo vielu. Organiskās vielas augsnē ir biocenozes dzīvībai svarīgās aktivitātes produkts dažādos transformācijas posmos.

Organismu kopienu no paša pastāvēšanas sākuma ierobežo biotops (austeru gadījumā sekluma robežas). Biocenoze un biotopa funkcija nepārtrauktā vienotībā.

Zinātne par biogeocenozēm - bioģeocenoloģija. Tajā aplūkotas dzīvo organismu mijiedarbības problēmas savā starpā un ar abiotisko vidi ap tiem, t.i. nedzīva, vide.

Bioģeocenoloģija ir viena no vispārējās ekoloģijas jomām, atbilst ekosistēma, vai biogeocenotisks, dzīvības organizācijas līmenis (bioloģiskais spektrs) .

3. Fitocenozes ir galvenā biogeocenozes sastāvdaļa

Katra biocenozes sastāvdaļa, tāpat kā biogeocenoze, no ekoloģiskā viedokļa var būt uzmanības objekts, tam var veltīt ne tikai īpašu lekciju kursu, bet arī visu savu radošo mūžu.

Galvenā biogeocenožu mezglu apakšsistēma ir fitocenozes.

Fitocenozes ir:

1) galvenie saules enerģijas uztvērēji un transformatori,

2) galvenie biogeocenozes produktu piegādātāji,

3) to struktūra objektīvi atspoguļo planētas dzīvības pamata - organiskās vielas - veidošanās un transformācijas procesus un kopumā visus procesus, kas notiek biogeocenozē.

4) tajā pašā laikā tās ir viegli pieejamas studijām tieši dabā,

5) viņiem vairāku gadu desmitu laikā ir izstrādātas un tiek izstrādātas efektīvas lauka pētījumu metodes un faktu materiālu biroja apstrādes metodes.

Tā ir galvenā uzmanība, ko pievērsīsim fitocenozei un tās izpētes metodēm. Turklāt daudzi fitocenozei raksturīgie modeļi attiecas arī uz zoocenozi un mikroorganismiem.