Peredelsky Lev Dmitrievich. Peredelsky, Lev Dmitrievich - Karachev Korobkin V in Peredelsky L ekologija
12. izd., dod. in predelano - Rostov n / D: Phoenix, 2007. - 602 str.
Laureat natečaja Ministrstva za izobraževanje Ruske federacije za ustvarjanje učbenikov nove generacije splošnih naravoslovnih disciplin (Moskva, 1999). Prvi ruski učbenik o disciplini "Ekologija" za študente tehničnih ved.
Učbenik je napisan v skladu z zahtevami veljavnega državnega izobraževalnega standarda in programa, ki ga priporoča Ministrstvo za izobraževanje Rusije. Sestavljen je iz dveh delov – teoretičnega in aplikativnega. Njegovih pet razdelkov preučuje osnovna načela splošne ekologije, doktrino biosfere in človekovo ekologijo; antropogeni vplivi na biosfero, problematika varstva okolja in varstvo okolja. Na splošno učbenik pri učencih oblikuje nov ekološki, noosferski pogled na svet.
Namenjeno študentom visokošolskih zavodov. Učbenik priporočamo tudi učiteljem in dijakom srednjih šol, licejev in višjih šol. Potreben je tudi širok krog inženirskih in tehničnih delavcev, ki se ukvarjajo z vprašanji racionalne rabe naravnih virov in varstva okolja.
Oblika: pdf
Velikost: 9,4 MB
Prenesi: pogon.google
Oblika: doc
Velikost: 28 MB
Prenesi: pogon.google
VSEBINA
Dragi bralec! 10
Predgovor 11
Uvod. EKOLOGIJA. POVZETEK RAZVOJA 13
§ 1. Predmet in naloge ekologije 13
§ 2. Zgodovina okoljskega razvoja 17
§ 3. Pomen okoljske vzgoje 21
I. del. TEORETIČNA EKOLOGIJA
Prvi del. SPLOŠNA EKOLOGIJA 26
Poglavje 1. Organizem kot živ celovit sistem 26
§ 1. Ravni biološke organizacije in ekologije 26
§ 2. Razvoj organizma kot živega integralnega sistema 32
§ 3. Sistemi organizmov in biota Zemlje?6
2. poglavje: Interakcija organizma in okolja 43
§ 1. Pojem habitat in okoljski dejavniki 43
§ 2. Osnovne ideje o prilagoditvah organizmov 47
§ 3. Omejevalni dejavniki 49
§ 4. Pomen fizikalnih in kemičnih okoljskih dejavnikov v življenju organizmov 52
§ 5. Edafski dejavniki in njihova vloga v življenju rastlin in talnih organizmov 70
§ 6. Viri živih bitij kot dejavniki okolja 77
Poglavje 3. Populacije 86
§ 1. Statični kazalci populacij 86
§ 2. Dinamični kazalci populacij 88
§ 3. Pričakovana življenjska doba 90
§ 4. Dinamika rasti prebivalstva 94
§ 5. Ekološke strategije preživetja 99
§ 6. Urejanje gostote prebivalstva 100
Poglavje 4. Biotske združbe 105
§ 1. Vrstna struktura biocenoze 106
§ 2. Prostorska struktura biocenoze 110
§ 3. Ekološka niša. Odnosi med organizmi v biocenozi 111
Poglavje 5. Ekološki sistemi 122
§ 1. Koncept ekosistema 122
§ 2. Nastanek in razgradnja v naravi 126
§ 3. Homeostaza ekosistema 128
§ 4. Energija ekosistema 130
§ 5. Biološka produktivnost ekosistemov 134
§ 6. Dinamika ekosistema 139
§ 7. Sistemski pristop in modeliranje v ekologiji 147
Drugi del. POUK O BIOSFERI 155
Poglavje 6. Biosfera - globalni ekosistem zemlje 155
§ 1. Biosfera kot ena od lupin Zemlje 155
§ 2. Sestava in meje biosfere 161
§ 3. Kroženje snovi v naravi 168
§ 4. Biogeokemični cikli najbolj vitalnih hranil 172
Poglavje 7. Naravni ekosistemi zemlje kot horološke enote biosfere 181
§ 1. Razvrstitev naravnih ekosistemov biosfere na podlagi krajine 181
§ 2. Kopenski biomi (ekosistemi) 190
§ 3. Sladkovodni ekosistemi 198
§ 4. Morski ekosistemi 207
§ 5. Celovitost biosfere kot globalnega ekosistema 213
Poglavje 8. Glavne smeri evolucije biosfere 217
§ 1. Doktrina V. I. Vernadskega o biosferi 217
§ 2. Biotska raznovrstnost biosfere kot rezultat njenega razvoja 223
§ 3. 0 ureditveni vpliv živih organizmov na okolje 226
§ 4. Noosfera kot nova stopnja v evoluciji biosfere 230
Oddelek tri. ČLOVEŠKA EKOLOGIJA 234
Poglavje 9. Človekova biosocialna narava in ekologija 234
§ 1. Človek kot biološka vrsta 235
§ 2. Populacijske značilnosti ljudi 243
§ 3. Naravni viri Zemlje kot omejevalni dejavnik človekovega preživetja 250
Poglavje 10. Antropogeni ekosistemi 258
§ 1. Človek in ekosistemi 258
§ 2. Kmetijski ekosistemi (agroekosistemi) 263
§ 3. Industrijsko-urbani ekosistemi 266
Poglavje 11. Ekologija in zdravje ljudi 271
§ 1. Vpliv naravnih dejavnikov okolja na zdravje ljudi 271
§ 2. Vpliv socialno-ekoloških dejavnikov na zdravje ljudi 274
§ 3. Higiena in zdravje ljudi 282
del II. UPORABNA EKOLOGIJA
Četrti del. ANTROPOGENI VPLIVI NA BIOSFERO 286
Poglavje 12. Glavne vrste antropogenih vplivov na biosfero 286
Poglavje 13. Antropogeni vplivi na ozračje 295
§ 1. Onesnaženost zraka 296
§ 2. Glavni viri onesnaževanja zraka 299
§ 3. Okoljske posledice onesnaženosti zraka 302
§ 4. Okoljske posledice globalnega onesnaženja zraka 307
Poglavje 14. Antropogeni vplivi na hidrosfero 318
§ 1. Onesnaževanje hidrosfere 318
§ 2. Okoljske posledice onesnaženja hidrosfere 326
§ 3. Izčrpavanje podzemnih in površinskih voda 331
Poglavje 15. Antropogeni vplivi na litosfero 337
§ 1. Vplivi na tla 338
§ 2. Vplivi na kamnine in njihove masive 352
§ 3. Vplivi na podtalje 360
Poglavje 16. Antropogeni vplivi na biotske združbe 365
§ 1. Pomen gozda v naravi in življenju človeka 365
§ 2. Antropogeni vplivi na gozdove in druge rastlinske združbe 369
§ 3. Ekološke posledice človekovega vpliva na rastlinski svet 372
§ 4. Pomen živalskega sveta v biosferi 377
§ 5. Vpliv človeka na živali in vzroki za njihovo izumrtje 379
Poglavje 17. Posebne vrste vplivov na biosfero 385
§ 1. Onesnaževanje okolja z odpadki iz proizvodnje in porabe 385
§ 2. Vpliv hrupa 390
§ 3. Biološko onesnaženje 393
§ 4. Vpliv elektromagnetnih polj in sevanja 395
Poglavje 18. Ekstremni vplivi na biosfero 399
§ 1. Vpliv orožja za množično uničevanje 400
§ 2. Vpliv okoljskih nesreč, ki jih povzroči človek 403
§ 3. Naravne nesreče 408
Oddelek pet. EKOLOŠKO VARSTVO IN VARSTVO OKOLJA 429
Poglavje 19. Temeljna načela varstva okolja in smotrne rabe naravnih virov 429
Poglavje 20. Inženirska zaščita okolja 437
§ 1. Temeljne smeri inženirskega varstva okolja 437
§ 2. Standardizacija kakovosti okolja 443
§ 3. Varstvo ozračja 451
§ 4. Zaščita hidrosfere 458
§ 5. Varstvo litosfere 471
§ 6. Varstvo biotskih združb 484
§ 7. Varstvo okolja pred posebnimi vrstami vplivov 500
Poglavje 21. Osnove okoljskega prava 516
§ 1. Viri okoljskega prava 516
§ 2. Državni organi za varstvo okolja 520
§ 3. Okoljska standardizacija in certificiranje 522
§ 4. Okoljsko strokovno znanje in presoja vplivov na okolje (PVO) 524
§ 5. Okoljsko upravljanje, presoja in certificiranje 526
§ 6. Koncept okoljskega tveganja 528
§ 7. Spremljanje okolja (monitoring okolja) 531
§ 8. Okoljski nadzor in javna okoljska gibanja 537
§ 9. Okoljske pravice in obveznosti državljanov 540
§ 10. Pravna odgovornost za okoljske prekrške 543
Poglavje 22. Ekologija in ekonomija 547
§ 1. Ekološko in ekonomsko obračunavanje naravnih virov in onesnaževal 549
§ 2. Licenca, sporazum in omejitve okoljskega ravnanja 550
§ 3. Novi mehanizmi financiranja varstva okolja 552
§ 4. Koncept koncepta trajnostnega razvoja 556
23. poglavje Ozelenitev javne zavesti 560
§ 1. Antropocentrizem in ekocentrizem. Oblikovanje nove okoljske zavesti 560
§ 2. Okoljsko izobraževanje, vzgoja in kultura 567
Poglavje 24. Mednarodno sodelovanje na področju ekologije 572
§ 1 Mednarodni objekti varstva okolja 573
§ 2. Osnovna načela mednarodnega okoljskega sodelovanja 576
§ 3. Sodelovanje Rusije v mednarodnem okoljskem sodelovanju 580
Okoljski manifest (po N. F. Reimersu) (namesto zaključka) 584
Osnovni pojmi in definicije s področja ekologije, varstva okolja in ravnanja z okoljem 586
Predmetno kazalo 591
PRIPOROČAMO BRANJE 599
Če želite zožiti rezultate iskanja, lahko svojo poizvedbo izboljšate tako, da določite polja za iskanje. Seznam polj je predstavljen zgoraj. Na primer:
Iščete lahko po več poljih hkrati:
Logični operatorji
Privzeti operater je IN.
Operater IN pomeni, da se mora dokument ujemati z vsemi elementi v skupini:
razvoj raziskav
Operater ALI pomeni, da se mora dokument ujemati z eno od vrednosti v skupini:
študija ALI razvoj
Operater NE izključuje dokumente, ki vsebujejo ta element:
študija NE razvoj
Vrsta iskanja
Pri pisanju poizvedbe lahko določite način iskanja besedne zveze. Podprte so štiri metode: iskanje z upoštevanjem morfologije, brez morfologije, iskanje po predponi, iskanje po frazi.
Privzeto se iskanje izvaja ob upoštevanju morfologije.
Če želite iskati brez morfologije, preprosto postavite znak "dolar" pred besede v frazi:
$ študija $ razvoj
Za iskanje predpone morate za poizvedbo dodati zvezdico:
študija *
Če želite iskati frazo, morate poizvedbo dati v dvojne narekovaje:
" raziskave in razvoj "
Iskanje po sopomenkah
Če želite v rezultate iskanja vključiti sinonime besede, morate vnesti zgoščeno oznako " #
" pred besedo ali pred izrazom v oklepaju.
Če se uporabi za eno besedo, bodo zanjo najdeni do trije sinonimi.
Ko se uporabi za izraz v oklepaju, bo vsaki besedi dodan sinonim, če ga najdemo.
Ni združljivo z iskanjem brez morfologije, iskanjem po predponah ali iskanjem po frazah.
# študija
Združevanje v skupine
Če želite združiti iskalne izraze, morate uporabiti oklepaje. To vam omogoča nadzor logične logike zahteve.
Na primer, morate vložiti zahtevo: poiščite dokumente, katerih avtor je Ivanov ali Petrov, naslov pa vsebuje besede raziskave ali razvoj:
Približno iskanje besed
Za približno iskanje morate postaviti tildo " ~ " na koncu besede iz fraze. Na primer:
brom ~
Pri iskanju bodo najdene besede, kot so "brom", "rum", "industrial" itd.
Dodatno lahko določite največje možno število urejanj: 0, 1 ali 2. Na primer:
brom ~1
Privzeto sta dovoljeni 2 urejanji.
Kriterij bližine
Če želite iskati po kriteriju bližine, morate postaviti tildo " ~ " na koncu besedne zveze. Na primer, če želite poiskati dokumente z besedami raziskave in razvoj znotraj 2 besed, uporabite naslednjo poizvedbo:
" razvoj raziskav "~2
Relevantnost izrazov
Če želite spremeniti ustreznost posameznih izrazov v iskanju, uporabite znak " ^
« na koncu izraza, ki mu sledi stopnja pomembnosti tega izraza glede na druge.
Višja kot je raven, bolj ustrezen je izraz.
Na primer, v tem izrazu je beseda "raziskava" štirikrat pomembnejša od besede "razvoj":
študija ^4 razvoj
Privzeto je raven 1. Veljavne vrednosti so pozitivno realno število.
Iskanje znotraj intervala
Če želite označiti interval, v katerem naj bo vrednost polja, navedite mejne vrednosti v oklepaju, ločene z operatorjem TO.
Izvedeno bo leksikografsko razvrščanje.
Takšna poizvedba bo vrnila rezultate z avtorjem, ki se začne z Ivanov in konča s Petrov, vendar Ivanov in Petrov ne bosta vključena v rezultat.
Če želite vključiti vrednost v obseg, uporabite oglate oklepaje. Če želite izključiti vrednost, uporabite zavite oklepaje.
(dokument)
n1.doc
Ime: CD Ekologija: elektronski učbenik. Učbenik za univerze
leto: 2009
Založnik: KnoRus
ISBN: 539000289X
ISBN-13(EAN): 9785390002896
besedilo povzeto po elektronskem učbeniku
Oddelek I. Splošna ekologija
UVOD Ekologija in kratek pregled njenega razvoja
1. Predmet in naloge ekologije
Najpogostejša definicija ekologije kot znanstvene discipline je naslednja: ekologija veda, ki proučuje pogoje obstoja živih organizmov in odnose med organizmi in njihovim življenjskim prostorom. Izraz »ekologija« (iz grščine »oikos« hiša, bivališče in »logos« nauk) je v biološko znanost prvi uvedel nemški znanstvenik E. Haeckel leta 1866. Sprva se je ekologija razvijala kot sestavni del biološke znanosti. , v tesni povezavi z drugimi naravoslovnimi vedami kemijo, fiziko, geologijo, geografijo, pedologijo, matematiko.
Predmet ekologije je celota oziroma struktura povezav med organizmi in okoljem. Glavni predmet proučevanja ekologije ekosistemi, tj. enotni naravni kompleksi, ki jih tvorijo živi organizmi in njihov življenjski prostor. Poleg tega njeno strokovno področje vključuje študij določene vrste organizmov(raven organizma), njihov populacije tj. zbirke osebkov iste vrste (populacijsko-vrstna raven), zbirke populacij, tj. biotske združbe biocenoze(biocenotska raven) in biosfera kot celota (raven biosfere).
Glavni, tradicionalni del ekologije kot biološke vede je splošna ekologija, ki preučuje splošne vzorce odnosov med vsemi živimi organizmi in okoljem (vključno s človekom kot biološkim bitjem).
V okviru splošne ekologije se razlikujejo naslednji glavni deli:
avtekologija, raziskovanje individualnih povezav posameznega organizma (vrste, posameznika) z okoljem;
populacijska ekologija(demoekologija), katere naloga je preučevanje strukture in dinamike populacij posameznih vrst. Kot posebna veja avtekologije se obravnava tudi populacijska ekologija;
sinekologija(biocenologija), ki preučuje odnos populacij, združb in ekosistemov z okoljem.
Za vsa ta področja je glavno študirati preživetje živih bitij v okolju, naloge, s katerimi se soočajo, pa so predvsem biološke narave: preučevanje vzorcev prilagajanja organizmov in njihovih združb na okolje, samoregulacije, stabilnosti ekosistemov in biosfere itd.
V zgornjem razumevanju se pogosto imenuje splošna ekologija bioekologija, ko želijo poudariti njegovo biocentričnost.
Z vidika časovnega dejavnika se ekologija loči na zgodovinsko in evolucijsko.
Poleg tega je ekologija razvrščena glede na specifične predmete in okolja študija, tj. ekologija živali, ekologija rastlin in ekologija mikrobov.
V zadnjem času se vloga in pomen biosfere kot predmeta okoljske analize nenehno povečujeta. Še posebej velik pomen v sodobni ekologiji se daje problemom interakcije človeka z naravnim okoljem. Poudarjanje teh delov v znanosti o okolju je povezano z močnim povečanjem vzajemnega negativnega vpliva človeka in okolja, povečano vlogo ekonomskih, socialnih in moralnih vidikov v povezavi z močno negativnimi posledicami znanstvenega in tehnološkega napredka.
Tako se sodobna ekologija ne omejuje le na okvir biološke discipline, ki razlaga predvsem odnos živali in rastlin z okoljem, temveč postaja interdisciplinarno vedo, ki preučuje najkompleksnejše probleme človekove interakcije z okoljem. Aktualnost in vsestranskost tega problema, ki ju povzroča vse slabša okoljska situacija v svetovnem merilu, je pripeljala do »ozelenitve« številnih naravoslovnih, tehničnih in humanističnih ved.
Na presečišču ekologije z drugimi vejami znanja se na primer nadaljuje razvoj novih smeri, kot so inženirska ekologija, geoekologija, matematična ekologija, kmetijska ekologija, vesoljska ekologija itd.
V skladu s tem je sam izraz "ekologija" dobil širšo razlago, ekološki pristop k preučevanju interakcije človeške družbe in narave pa je bil priznan kot temeljni.
Z ekološkimi problemi Zemlje kot planeta se ukvarjajo intenzivno razvijajoči se globalna ekologija, katerega glavni predmet preučevanja je biosfera kot globalni ekosistem. Trenutno so posebne discipline, kot so socialna ekologija, ki preučuje odnos v sistemu “človeška družba – narava” in njen del človekova ekologija(antropoekologija), ki proučuje interakcijo človeka kot biosocialnega bitja z okoliškim svetom.
Sodobna ekologija je tesno povezana s politiko, ekonomijo, pravom (vključno z mednarodnim pravom), psihologijo in pedagogiko, saj je le v zavezništvu z njimi mogoče preseči tehnokratsko paradigmo mišljenja in razviti nov tip okoljske zavesti, ki korenito spreminja vedenje ljudi. v odnosu do narave.
Z znanstvenega in praktičnega vidika je delitev ekologije na teoretično in uporabno povsem upravičena.
Teoretična ekologija razkriva splošne vzorce organizacije življenja.
Uporabna ekologija proučuje mehanizme človeškega uničevanja biosfere, načine za preprečevanje tega procesa in razvija načela za racionalno rabo naravnih virov. Znanstvena osnova uporabne ekologije je sistem splošnih okoljskih zakonov, pravil in načel.
Iz navedenih pojmov in usmeritev izhaja, da so naloge ekologije zelo raznolike.
V splošnem teoretičnem smislu to vključuje:
razvoj splošne teorije trajnosti ekoloških sistemov;
preučevanje ekoloških mehanizmov prilagajanja okolju;
študij regulacije populacije;
preučevanje biološke raznovrstnosti in mehanizmov njenega ohranjanja;
raziskave proizvodnih procesov;
preučevanje procesov, ki potekajo v biosferi, da bi ohranili njeno stabilnost;
modeliranje stanja ekosistemov in globalnih biosfernih procesov.
Glavni uporabni problemi, ki jih mora ekologija trenutno rešiti, so naslednji:
napovedovanje in ocena možnih negativnih posledic v naravnem okolju pod vplivom človekovih dejavnosti;
izboljšanje kakovosti okolja;
optimizacija inženirskih, ekonomskih, organizacijskih, pravnih, socialnih ali drugih rešitev za zagotavljanje okolju varnega trajnostnega razvoja predvsem na okoljsko najbolj ogroženih območjih.
Strateška naloga ekologija velja za razvoj teorije interakcije med naravo in družbo, ki temelji na novem pogledu, ki obravnava človeško družbo kot sestavni del biosfere.
Trenutno postaja ekologija ena najpomembnejših naravoslovnih ved in od njenega napredka bo, kot verjamejo številni ekologi, odvisen sam obstoj človeka na našem planetu.
2. Kratek pregled zgodovine razvoja okolja
V zgodovini okoljskega razvoja lahko ločimo tri glavne stopnje.
Prva stopnja nastanek in razvoj ekologije kot vede (do 60. let 19. stoletja). Na tej stopnji so se nabirali podatki o odnosu živih organizmov do njihovega habitata in bile narejene prve znanstvene posplošitve.
V XVII–XVIII stoletju. ekološke informacije so predstavljale pomemben delež v številnih bioloških opisih (A. Reaumur, 1734; A. Tremblay, 1744 itd.). Elemente ekološkega pristopa so vsebovale študije ruskih znanstvenikov I. I. Lepehina, A. F. Middendorfa, S. P. Krašennikova, francoskega znanstvenika J. Buffona, švedskega naravoslovca C. Linnaeusa, nemškega znanstvenika G. Yeagerja in drugih.
V istem obdobju sta J. Lamarck (1744–1829) in T. Malthus (1766–1834) prvič opozorila človeštvo na možne negativne posledice človekovega vpliva na naravo.
Druga faza oblikovanje ekologije v samostojno vejo znanja (po 60. letih 19. stoletja). Začetek faze je zaznamovala objava del ruskih znanstvenikov K. F. Roulierja (1814–1858), N. A. Severtsova (1827–1885), V. V. Dokučajeva (1846–1903), ki so prvič utemeljili številna načela. in koncepti ekologije, ki niso, so do danes izgubili svoj pomen. Ni naključje, da ameriški ekolog Yu Odum (1975) šteje V. V. Dokuchaev za enega od ustanoviteljev ekologije. Konec 70. let. XIX stoletje Nemški hidrobiolog K. Mobius (1877) uvaja najpomembnejši koncept biocenoze kot naravne kombinacije organizmov v določenih okoljskih pogojih.
Neprecenljiv prispevek k razvoju osnov ekologije je dal Charles Darwin (1809–1882), ki je razkril glavne dejavnike evolucije organskega sveta. Kar je Charles Darwin imenoval »boj za obstoj«, si lahko z evolucijskega vidika razlagamo kot odnos živih bitij z zunanjim, abiotskim okoljem in med seboj, torej z biotskim okoljem.
Nemški evolucijski biolog E. Haeckel (1834-1919) je prvi razumel, da je to samostojno in zelo pomembno področje biologije, in ga poimenoval ekologija (1866). V svojem glavnem delu »Splošna morfologija organizmov« je zapisal: »Z ekologijo razumemo vsoto znanja, povezanega z ekonomijo narave: preučevanje celotnega sklopa odnosov med živaljo in njenim okoljem, tako organskim kot anorganskim, predvsem pa - njegove prijateljske ali sovražne odnose s tistimi živalmi in rastlinami, s katerimi neposredno ali posredno prihaja v stik. Skratka, ekologija je preučevanje vseh zapletenih odnosov, ki jih je Darwin imenoval »pogoji, ki povzročajo boj za obstoj«.
Ekologija se je kot samostojna veda dokončno oblikovala v začetku dvajsetega stoletja. V tem obdobju je ameriški znanstvenik C. Adams (1913) ustvaril prvi povzetek o ekologiji, objavljene so bile druge pomembne posplošitve in povzetki (W. Shelford, 1913, 1929; C. Elton, 1927; R. Hesse, 1924; K. Raunker, 1929 itd.). Največji ruski znanstvenik dvajsetega stoletja. V. I. Vernadsky ustvarja temeljno doktrino biosfere.
V 30. in 40. letih prejšnjega stoletja. ekologija se je dvignila na višjo raven zaradi novega pristopa k preučevanju naravnih sistemov. Prvič, A. Tansley (1935) je predstavil koncept ekosistema, nekoliko kasneje pa je V. N. Sukachev (1940) utemeljil koncept biogeocenoze, ki je blizu temu. Treba je opozoriti, da je raven domače ekologije v 20.–40. je bil eden najnaprednejših na svetu, zlasti na področju temeljnega razvoja. V tem obdobju so delovali tako izjemni znanstveniki, kot so akademik V. I. Vernadsky in V. N. Sukachev, pa tudi ugledni ekologi V. V. Stanchinsky, E. S. Bauer, G. G. Gause, V. N. Beklemishev A. N. Formozov, D. N. Kashkarov in drugi.
V drugi polovici 20. stoletja. Zaradi onesnaženosti okolja in močnega povečanja človekovega vpliva na naravo je ekologija še posebej pomembna.
Začne se tretja stopnja(50. leta 20. stoletja - do danes) preoblikovanje ekologije v kompleksno vedo, ki vključuje vede o varstvu naravnega in človekovega okolja. Iz stroge biološke vede se ekologija spremeni v »pomemben cikel znanja, ki vključuje dele geografije, geologije, kemije, fizike, sociologije, kulturne teorije, ekonomije ...« (Reimers, 1994).
Sodobno obdobje okoljskega razvoja je povezano z imeni velikih tujih znanstvenikov, kot so J. Odum, J. M. Andersen, E. Pianka, R. Ricklefs, M. Bigon, A. Schweitzer, J. Harper, R. Whitaker, N. Borlaug , T. Miller, B. Nebel itd.. Med domačimi znanstveniki je treba imenovati I. P. Gerasimova, A. M. Gilyarova, V. G. Gorškova, Yu. A. Izraela, K. S. Loseva, N. N. Moiseev, N. P. Naumov, N. F. Reimers, V. V. Rozanov, Yu. M. Svirizhev, N. V. Timofeev-Resovski, S. S. Schwartz, I. A. Shilov, A. V. Yablokova, A. L. Yanshina in drugi.
Prvi okoljski akti v Rusiji so znani od 9. do 12. stoletja. (na primer sklop zakonov Jaroslava Modrega "Ruska resnica", ki je določil pravila za zaščito lovskih in čebelarjev). V XIV-XVII stoletju. Na južnih mejah ruske države so bili »zasečni gozdovi«, nekakšna zavarovana območja, v katerih je bila gospodarska sečnja prepovedana. Zgodovina je ohranila več kot 60 okoljskih odlokov Petra I. Pod njim se je začela študija najbogatejših naravnih virov Rusije. Leta 1805 je bilo v Moskvi ustanovljeno društvo naravoslovcev. Ob koncu devetnajstega in v začetku dvajsetega stoletja. Nastalo je gibanje za zaščito redkih naravnih objektov. Znanstvene temelje ohranjanja narave so postavili z deli izjemnih znanstvenikov V. V. Dokuchaev, K. M. Baer, G. A. Kozhevnikov, I. P. Borodin, D. N. Anuchin, S. V. Zavadsky in drugi.
Začetek okoljskih dejavnosti sovjetske države je sovpadel s številnimi prvimi odloki, začenši z »Odlokom o zemlji« z dne 26. oktobra 1917, ki je postavil temelje za upravljanje okolja v državi.
V tem obdobju se je rodila in dobila zakonodajni izraz glavna vrsta okoljevarstvene dejavnosti Varstvo narave.
V obdobju 30-ih in 40-ih let prejšnjega stoletja, v povezavi z izkoriščanjem naravnih virov, ki ga je povzročil predvsem naraščajoči obseg industrializacije v državi, se je varstvo narave začelo obravnavati kot "enoten sistem ukrepov, usmerjenih v varstvo, razvoj, kvalitativna obogatitev in racionalna uporaba naravnih virov" sredstev države" (iz resolucije Prvega vseruskega kongresa o varstvu narave, 1929).
Tako se v Rusiji pojavlja nova vrsta okoljevarstvene dejavnosti racionalna raba naravnih virov.
V 50. letih nadaljnji razvoj produktivnih sil v državi, krepitev negativnega vpliva človeka na naravo je zahtevala ustvarjanje druge oblike, ki ureja interakcijo med družbo in naravo, varovanje človekovega okolja. V tem obdobju so bili sprejeti republiški zakoni o varstvu narave, ki so razglasili celostni pristop do narave ne le kot vira naravnih virov, ampak tudi kot človekovega življenjskega prostora. Na žalost je Lysenkova psevdoznanost še vedno zmagala in besede I. V. Michurina o tem, da ni treba čakati na usmiljenje narave, so bile kanonizirane.
V 60-80 letih. Skoraj vsako leto so bili sprejeti sklepi vlade za krepitev varstva okolja (o zaščiti porečij Volge in Urala, Azovskega in Črnega morja, Ladoškega jezera, Bajkalskega jezera, industrijskih mest Kuzbas in Donbas, obale Arktike). Nadaljeval se je proces oblikovanja okoljske zakonodaje, objavljeni so bili zemljiški, vodni, gozdni in drugi zakoniki.
Te resolucije in sprejeti zakoni, kot je pokazala praksa njihove uporabe, niso dali potrebnih rezultatov - destruktivni antropogeni vpliv na naravo se je nadaljeval.
3. Pomen okoljske vzgoje
Okoljska vzgoja ne zagotavlja le znanstvenih spoznanj na področju ekologije, ampak je tudi pomemben del okoljske vzgoje bodočih strokovnjakov. To predpostavlja, da jim privzgojimo visoko ekološko kulturo, sposobnost skrbnega ravnanja z naravnimi viri itd. Z drugimi besedami, strokovnjaki, v našem primeru inženirji in tehniki, bi morali razviti novo okoljsko zavest in mišljenje, katerega bistvo je, da človek je del narave in ohranjanje narave je ohranjanje polnega človekovega življenja.
Okoljsko znanje je nujno za vsakega človeka, da se uresničijo sanje mnogih generacij mislecev o ustvarjanju človeka vrednega okolja, za kar je treba zgraditi lepa mesta, razviti tako napredne proizvodne sile, da bodo lahko zagotavljale harmonijo človek in narava. Toda ta harmonija je nemogoča, če so ljudje med seboj sovražni in še bolj, če so vojne, kar se na žalost dogaja. Kot je v začetku 70. let prejšnjega stoletja pravilno ugotovil ameriški ekolog B. Commoner: »Iskanje izvora kakršnih koli problemov, povezanih z okoljem, vodi do neizpodbitne resnice, da temeljni vzrok krize ni v tem, kako ljudje komunicirajo z naravo, temveč v , kako medsebojno delujejo ... in da mora končno miru med ljudmi in naravo slediti mir med ljudmi."
Trenutno spontani razvoj odnosov z naravo predstavlja nevarnost za obstoj ne le posameznih predmetov, ozemelj držav itd., Temveč tudi celotnega človeštva.
To pojasnjuje dejstvo, da je človek po poreklu, materialnih in duhovnih potrebah tesno povezan z živo naravo, vendar so za razliko od drugih organizmov te povezave dobile tolikšen obseg in obliko, da to lahko vodi (in že vodi!) v skoraj popolna vključitev živega pokrovnega planeta (biosfere) v življenjsko podporo sodobne družbe, ki uvršča človeštvo na na robu okoljske katastrofe.
Človek si, zahvaljujoč inteligenci, ki mu jo je dala narava, prizadeva zagotoviti "udobne" okoljske razmere, si prizadeva biti neodvisen od svojih fizičnih dejavnikov, na primer od podnebja, pomanjkanja hrane, znebiti se živali in rastlin. ki so zanj škodljive (a sploh ne »škodljive« zanj). ostali živi svet!) itd. Človek se torej od drugih vrst razlikuje predvsem po tem, da z naravo sodeluje prek kultura, to pomeni, da človeštvo kot celota, ko se razvija, ustvarja kulturno okolje na Zemlji s prenosom svojih delovnih in duhovnih izkušenj iz generacije v generacijo. Toda, kot je zapisal K. Marx, »kultura, če se razvija spontano in ni zavestno vodena ... pusti za seboj puščavo«.
Spontani razvoj dogodkov lahko ustavi le znanje, kako z njimi upravljati, v primeru ekologije pa mora to znanje »obvladati množice«, vsaj večino družbe, kar je mogoče le s splošno okoljsko vzgojo ljudi. od šole do univerze.
Ekološko znanje omogoča spoznanje uničujočega pomena vojne in sporov med ljudmi, saj za tem ne stoji samo smrt posameznih ljudi in celo civilizacij, saj bo to vodilo v splošno okoljsko katastrofo, v smrt vsega človeštva. To pomeni, da je najpomembnejši ekološki pogoj za preživetje človeka in vseh živih bitij mirno življenje na Zemlji. Prav za to mora in si bo okoljsko izobražen človek prizadeval.
Vendar bi bilo nepravično graditi celotno ekologijo »okrog« samo ljudi. Uničevanje naravnega okolja ima škodljive posledice za življenje ljudi. Ekološko znanje mu omogoča razumeti, da sta človek in narava ena sama celota in da so ideje o njegovi prevladi nad naravo precej iluzorne in primitivne.
Okoljsko izobražen človek ne bo dovolil spontanega odnosa do okolja okoli sebe. Boril se bo proti okoljskemu barbarstvu in če bodo takšni ljudje pri nas postali večina, bodo zagotovili normalno življenje svojim zanamcem, se odločno zavzeli za zaščito divje narave pred pohlepnim napredovanjem »divje« civilizacije, preobrazbo in izboljšanje same civilizacije, iskanje najboljših »okolju prijaznih« možnosti za odnos med naravo in družbo.
V Rusiji in državah CIS veliko pozornosti namenjajo okoljski vzgoji. Medparlamentarna skupščina držav članic CIS je sprejela Priporočilni zakonodajni akt o okoljskem izobraževanju prebivalstva (1996) in druge dokumente, vključno s Konceptom okoljskega izobraževanja.
Okoljska vzgoja, kot piše v preambuli Koncepta, je namenjena razvijanju in utrjevanju naprednejših stereotipov o vedenju ljudi, namenjenih:
1) varčevanje z naravnimi viri;
2) preprečevanje neupravičenega obremenjevanja okolja;
3) razširjeno ohranjanje naravnih ekosistemov;
4) spoštovanje norm vedenja in sobivanja, ki jih sprejema mednarodna skupnost;
5) oblikovanje zavestne pripravljenosti za aktivno osebno sodelovanje v tekočih dejavnostih varstva okolja in ustrezna finančna podpora zanje;
6) pomoč pri izvajanju skupnih okoljskih ukrepov in izvajanju skupne okoljske politike v CIS.
Trenutno je mogoče kršenje okoljske zakonodaje ustaviti le z dvigom ekološka kultura vsak član družbe, to pa je mogoče storiti predvsem z izobraževanjem, s študijem osnov ekologije, kar je še posebej pomembno za strokovnjake s področja tehničnih ved, predvsem za inženirje gradbeništva, inženirje kemije, petrokemija, metalurgija, strojništvo, živilska in rudarska industrija itd. Ta učbenik je namenjen širokemu krogu študentov, ki študirajo na tehničnih področjih in specialnostih univerz. Po namenu avtorjev naj bi podala osnovne ideje o glavnih usmeritvah teoretične in uporabne ekologije ter postavila temelje ekološke kulture bodočega strokovnjaka, ki temelji na globokem razumevanju najvišje vrednote - harmoničnega razvoja človeka in narave.
Kontrolna vprašanja
1. Kaj je ekologija in kaj je predmet njenega preučevanja?
2. Kako se naloge teoretične in uporabne ekologije razlikujejo?
3. Faze zgodovinskega razvoja ekologije kot znanosti. Vloga domačih znanstvenikov pri njenem nastajanju in razvoju.
4. Kaj je varstvo okolja in katere so njegove glavne vrste?
5. Zakaj sta okoljska kultura in okoljska vzgoja potrebni za vsakega člana družbe, tudi za inženirske in tehnične delavce?
Poglavje 1. Interakcija med organizmom in okoljem
1.1. Glavne ravni organizacije življenja in ekologije
Gen, celica, organ, organizem, populacija, skupnost (biocenoza) glavne ravni organizacije življenja. Ekologija preučuje ravni biološke organizacije od organizmov do ekosistemov. Kot vsa biologija temelji na teorija evolucijskega razvoja organski svet Charlesa Darwina, ki temelji na idejah o naravna selekcija. V poenostavljeni obliki ga lahko predstavimo na naslednji način: kot rezultat boja za obstoj preživijo najbolj prilagojeni organizmi, ki prenašajo ugodne lastnosti, ki zagotavljajo preživetje, na svoje potomce, ki jih lahko razvijajo naprej, kar zagotavlja stabilen obstoj te vrste organizmov v teh posebnih okoljskih razmerah. Če se ti pogoji spremenijo, bodo preživeli organizmi z lastnostmi, ugodnejšimi za nove razmere, ki so jih podedovali itd.
Materialistične ideje o nastanku življenja in evolucijsko teorijo Charlesa Darwina je mogoče pojasniti le s stališča ekološke znanosti. Zato ni naključje, da se je po odkritju Darwina (1859) E. Haeckel (1866) pojavil izraz "ekologija". Vloga okolja, torej fizičnih dejavnikov, pri razvoju in obstoju organizmov je nedvomna. To okolje se je imenovalo abiotik, in njeni posamezni deli (zrak, voda itd.) in dejavniki (temperatura itd.) se imenujejo abiotske komponente, Za razliko od biotske komponente ki ga predstavlja živa snov. V interakciji z abiotskim okoljem, tj. z abiotskimi komponentami, tvorijo določene funkcionalne sisteme, kjer so žive sestavine in okolje "en sam celoten organizem".
Na sl. 1.1 so zgornje komponente predstavljene v obliki ravni biološke organizacije biološki sistemi, ki se razlikujejo po načelih organizacije in obsegu pojavov. Odražajo hierarhijo naravnih sistemov, v kateri manjši podsistemi sestavljajo večje sisteme, ki so sami podsistemi večjih sistemov.
riž. 1.1. Spekter ravni biološke organizacije (po Yu. Odumu, 1975)
Lastnosti vsake posamezne ravni so veliko bolj zapletene in raznolike od prejšnje. Toda to je mogoče le delno pojasniti na podlagi podatkov o lastnostih prejšnje ravni. Z drugimi besedami, nemogoče je napovedati lastnosti vsake naslednje biološke ravni na podlagi lastnosti njenih posameznih sestavnih nižjih ravni, tako kot je nemogoče napovedati lastnosti vode na podlagi lastnosti kisika in vodika. Ta pojav se imenuje nastanek prisotnost posebnih lastnosti v sistemski celoti, ki niso neločljivo povezane z njenimi podsistemi in bloki, pa tudi vsoto drugih elementov, ki niso združeni s povezavami, ki tvorijo sistem.
Ekologija proučuje desno stran "spektra", prikazanega na sl. 1.1, torej ravni biološke organizacije od organizmov do ekosistemov. V ekologiji telo obravnavamo kot celovit sistem, interakcijo z zunanjim okoljem, tako abiotskim kot biotskim. V tem primeru naše vidno polje vključuje tak niz kot biološke vrste, sestavljen iz podobnih posamezniki, ki je kljub temu kot posamezniki razlikujejo med seboj. Različni so tako, kot se ena oseba razlikuje od druge, prav tako pripada isti vrsti. Vsem pa je skupno eno genski sklad , kar zagotavlja njihovo sposobnost razmnoževanja znotraj vrste. Ne more biti potomcev posameznikov različnih vrst, tudi tesno povezanih, združenih v en rod, da ne omenjamo družine in večjih taksonov, ki združujejo še bolj "oddaljene sorodnike".
Ker ima vsak posameznik (posameznik) svoje specifične značilnosti, je njihov odnos do stanja okolja in vpliva njegovih dejavnikov različen. Na primer, nekateri posamezniki morda ne prenesejo povišane temperature in umrejo, vendar populacija celotne vrste preživi na račun drugih osebkov, ki so bolj prilagojeni na povišane temperature.
Prebivalstvo, v svoji najbolj splošni obliki, je zbirka posameznikov iste vrste. Genetika običajno doda kot obvezno točko sposobnost tega agregata, da se sam razmnožuje. Ekologi ob upoštevanju obeh značilnosti poudarjajo določeno izolacijo v prostoru in času podobnih populacij iste vrste (Gilyarov, 1990).
Izolacija v prostoru in času podobnih populacij odraža resnično naravno strukturo biote. V resničnem naravnem okolju je veliko vrst razpršenih na obsežnih območjih, zato je treba preučiti določeno skupino vrst znotraj določenega ozemlja. Nekatere skupine se precej dobro prilagajajo lokalnim razmeram in tvorijo t.i ekotip. Celo ta majhna skupina posameznikov, ki so genetsko povezani, lahko povzroči veliko populacijo, ki je zelo stabilna za precej dolgo časa. To olajšuje prilagodljivost posameznikov abiotskemu okolju, intraspecifična konkurenca itd.
Vendar pravih enovrstnih skupin in naselij v naravi ni, ampak imamo običajno opravka z večvrstnimi skupinami. Takšne skupine imenujemo biološke skupnosti ali biocenoze.
Biocenoza skupek sobivajočih populacij različnih vrst mikroorganizmov, rastlin in živali. Izraz »biocenoza« je prvi uporabil Moebius (1877), ko je preučeval skupino organizmov v nabrežju ostrig, torej je bila ta skupnost organizmov že od samega začetka omejena na določen »geografski« prostor, v tem primeru na meje peščene obale. Ta prostor se je pozneje imenoval biotop, ki se nanaša na okoljske razmere na določenem območju: zrak, voda, prst in spodaj ležeče kamnine. V tem okolju obstajajo vegetacija, živalstvo in mikroorganizmi, ki sestavljajo biocenozo.
Jasno je, da sestavni deli biotopa ne obstajajo samo v bližini, ampak aktivno medsebojno delujejo in ustvarjajo določen biološki sistem, ki ga je imenoval akademik V. N. Sukačev. biogeocenoza. V tem sistemu ima celota abiotskih in biotskih komponent »... svojo posebno specifičnost interakcij« in »neko vrsto izmenjave snovi in njihove energije med seboj in drugimi naravnimi pojavi ter predstavlja notranjo protislovno dialektično enotnost, ki je v stalnem gibanju in razvoju« (Sukačev, 1971). Diagram biogeocenoze je prikazan na sl. 1.2. To dobro znano shemo V. N. Sukacheva je popravil G. A. Novikov (1979).
riž. 1.2. Shema biogeocenoze po G. A. Novikovu (1979)
Izraz "biogeocenoza" je predlagal V. N. Sukachev v poznih 30-ih. Sukačeve ideje so pozneje postale osnova biogeocenologija celotna znanstvena smer v biologiji, ki se ukvarja s problemi interakcije živih organizmov med seboj in z abiotskim okoljem, ki jih obdaja.
Vendar pa je nekoliko prej, leta 1935, angleški botanik A. Tansley uvedel izraz "ekosistem". Ekosistem, po A. Tansleyju, »niz kompleksov organizmov s kompleksom fizičnih dejavnikov njegovega okolja, tj. dejavnikov habitata v širšem smislu«. Podobne definicije imajo tudi drugi znani ekologi: Y. Odum, K. Willie, R. Whitaker, K. Watt.
Številni zagovorniki ekosistemskega pristopa na Zahodu menijo, da sta izraza "biogeocenoza" in "ekosistem" sinonima, zlasti Y. Odum (1975, 1986).
Vendar pa številni ruski znanstveniki ne delijo tega mnenja, saj vidijo določene razlike. Vendar se mnogim te razlike ne zdijo pomembne in te pojme enačijo. To je še toliko bolj potrebno, ker se izraz »ekosistem« pogosto uporablja v sorodnih vedah, zlasti v znanosti o okolju.
Za prepoznavanje ekosistemov so še posebej pomembni trofični, prehranska razmerja organizmov, ki uravnavajo celotno energijo biotskih združb in celotnega ekosistema kot celote.
Prvič, vsi organizmi so razdeljeni v dve veliki skupini - avtotrofe in heterotrofe.
Avtotrofno organizmi za svoj obstoj uporabljajo anorganske vire in s tem ustvarjajo organsko snov iz anorganske snovi. Takšni organizmi vključujejo fotosintetične zelene rastline kopnega in vodnega okolja, modrozelene alge, nekatere bakterije zaradi kemosinteze itd.
Ker so organizmi precej raznoliki po vrstah in oblikah prehranjevanja, vstopajo med seboj v zapletene trofične interakcije in tako opravljajo najpomembnejše ekološke funkcije v biotskih združbah. Nekateri od njih proizvajajo izdelke, drugi jih porabijo, tretji pa jih pretvarjajo v anorgansko obliko. Temu primerno se imenujejo proizvajalci, potrošniki in razkrojevalci.
Proizvajalci proizvajalci produktov, s katerimi se nato hranijo vsi ostali organizmi to so kopenske zelene rastline, mikroskopske morske in sladkovodne alge, ki iz anorganskih spojin proizvajajo organske snovi.
Potrošniki to so porabniki organskih snovi. Med njimi so živali, ki jedo samo rastlinsko hrano rastlinojedci(krava) ali uživanje samo mesa drugih živali mesojedci(plenilci), pa tudi tisti, ki uživajo oboje "vsejedi"« (človek, medved).
Reduktorji (destruktorji)) reducenti. Snovi iz odmrlih organizmov vrnejo nazaj v neživo naravo, organske snovi razgradijo na enostavne anorganske spojine in elemente (na primer CO 2, NO 2 in H 2 O). Z vračanjem biogenih elementov v tla ali vodno okolje s tem zaključijo biokemični krog. To počnejo predvsem bakterije, večina drugih mikroorganizmov in gliv. Funkcionalno so razkrojevalci enaki porabnikom, zato jih pogosto imenujemo mikro potrošniki.
A. G. Bannikov (1977) meni, da imajo žuželke pomembno vlogo tudi v procesih razgradnje mrtve organske snovi in v procesih nastajanja tal.
Mikroorganizme, bakterije in druge kompleksnejše oblike, glede na njihov habitat, delimo na aerobika,živijo v prisotnosti kisika in anaerobno bivanje v okolju brez kisika.
1.2. Telo kot živ celovit sistem
Organizem vsako živo bitje. Od nežive narave se razlikuje po določenem nizu lastnosti, ki so lastne samo živi snovi: celična organizacija; metabolizem z vodilno vlogo beljakovin in nukleinskih kislin, zagotavljanje homeostazo organizem samoobnavljanje in ohranjanje stalnosti svojega notranjega okolja. Za žive organizme so značilni gibanje, razdražljivost, rast, razvoj, razmnoževanje in dednost ter prilagodljivost življenjskim razmeram prilagajanje.
V interakciji z abiotskim okoljem organizem deluje kot celoten sistem, ki vključuje vse nižje nivoje biološke organizacije (leva stran “spektra”, glej sliko 1.1). Vsi ti deli telesa (geni, celice, celična tkiva, celotni organi in njihovi sistemi) so sestavni deli ravni predorganizma. Spremembe v nekaterih delih in funkcijah telesa neizogibno potegnejo za seboj spremembe v drugih delih in funkcijah. Tako se v spreminjajočih se življenjskih pogojih kot posledica naravne selekcije prednostno razvijajo nekateri organi. Na primer, močan koreninski sistem v rastlinah sušnega območja (perna trava) ali "slepota" zaradi zmanjšanja oči pri živalih, ki živijo v temi (mol).
Živi organizmi imajo presnovo, oz metabolizem, V tem primeru pride do številnih kemičnih reakcij. Primer takih reakcij je dih, ki sta ga Lavoise in Laplace smatrala za vrsto zgorevanja, oz fotosinteza, preko katerega sončno energijo vežejo zelene rastline, zaradi nadaljnjih presnovnih procesov pa jo izkoristi celotna rastlina itd.
Kot je znano, se v procesu fotosinteze poleg sončne energije uporabljata ogljikov dioksid in voda. Celotna kemijska enačba za fotosintezo izgleda takole:
kjer je C 6 H 12 O 6 energijsko bogata molekula glukoze.
Skoraj ves ogljikov dioksid (CO 2) prihaja iz atmosfere in čez dan je njegovo gibanje usmerjeno navzdol do rastlin, kjer pride do fotosinteze in sproščanja kisika. Dihanje je obraten proces, gibanje CO 2 ponoči je usmerjeno navzgor in kisik se absorbira.
Nekateri organizmi, bakterije, so sposobni ustvarjati organske spojine iz drugih sestavin, na primer iz žveplovih spojin. Takšni procesi se imenujejo kemosinteza.
Presnova v telesu poteka le s sodelovanjem posebnih makromolekularnih beljakovinskih snovi encimi, ki delujejo kot katalizatorji. Vsako biokemično reakcijo v življenju organizma nadzira poseben encim, tega pa en sam gen. Genska sprememba imenovana mutacija, vodi do spremembe biokemične reakcije zaradi sprememb v encimu, v primeru pomanjkanja slednjega pa do izgube ustrezne stopnje presnovne reakcije.
Vendar presnovnih procesov ne uravnavajo le encimi. Dobijo pomoč koencimi velike molekule, katerih del so vitamini. vitamini posebne snovi, ki so potrebne za presnovo vseh organizmov bakterij, zelenih rastlin, živali in človeka. Pomanjkanje vitaminov vodi do bolezni, saj se potrebni koencimi ne tvorijo in presnova je motena.
Nazadnje, številni presnovni procesi zahtevajo posebne kemikalije, imenovane hormoni, ki nastajajo na različnih mestih (organih) telesa in se drugam prenašajo s krvjo ali z difuzijo. Hormoni izvajajo splošno kemično koordinacijo metabolizma v katerem koli organizmu in pomagajo pri tem, na primer živčnemu sistemu živali in ljudi.
Na molekularno genetski ravni so še posebej občutljivi vplivi onesnaževal, ionizirajočega in ultravijoličnega sevanja. Povzročajo motnje genetskih sistemov, strukture celic in zavirajo delovanje encimskih sistemov. Vse to vodi do bolezni ljudi, živali in rastlin, zatiranja in celo uničenja vrst organizmov.
Presnovni procesi potekajo z različno intenzivnostjo skozi celotno življenjsko dobo organizma, skozi celotno pot njegovega individualnega razvoja. To pot od rojstva do konca življenja imenujemo ontogeneza. Ontogeneza je skupek zaporednih morfoloških, fizioloških in biokemičnih preobrazb, ki jih je telo podvrženo v celotnem obdobju življenja.
Ontogeneza vključuje višina telesa, torej povečanje telesne teže in velikosti ter diferenciacija, tj. nastanek razlik med homogenimi celicami in tkivi, ki jih vodijo v specializacijo za opravljanje različnih funkcij v telesu. Pri organizmih s spolnim razmnoževanjem se ontogeneza začne z oplojeno celico (zigoto). Z nespolnim razmnoževanjem z nastankom novega organizma z delitvijo materinega telesa ali specializirane celice, z brstenjem, pa tudi iz korenike, gomolja, čebulice itd.
Vsak organizem gre v ontogenezi skozi več stopenj razvoja. Za organizme, ki se razmnožujejo spolno, obstajajo zarodni(embrionalni), postembrionalni(postembrionalno) in razvojno obdobje odrasli organizem. Embrionalno obdobje se konča s pojavom zarodka iz jajčnih membran, pri živorodnih živalih pa z rojstvom. Pomembno ekološki pomen pri živalih ima začetno stopnjo postembrionalnega razvoja, ki poteka glede na vrsto neposredni razvoj ali po vrsti metamorfoza prehajajo skozi fazo ličinke. V prvem primeru je postopen razvoj v odraslo obliko (piščanec - kokoš itd.), V drugem - razvoj se najprej pojavi v obliki ličinke, ki obstaja in se prehranjuje samostojno, preden se spremeni v odraslo osebo (paglavec – žaba). Številnim žuželkam ličinka omogoča preživetje neugodnih letnih časov (nizke temperature, suša itd.)
V rastlinski ontogeniji obstajajo rast, razvoj(nastane odrasli organizem) in staranje(oslabitev biosinteze vseh fizioloških funkcij in smrt). Glavna značilnost ontogeneze višjih rastlin in večine alg je menjava nespolnih (sporofitov) in spolnih (hematofitov) generacij.
Procesi in pojavi, ki se odvijajo na ontogenetski ravni, to je na ravni posameznika (posameznika), so nujen in zelo pomemben člen v delovanju vsega živega. Procesi ontogeneze so lahko moteni na kateri koli stopnji zaradi delovanja kemičnega, svetlobnega in toplotnega onesnaženja okolja in lahko privedejo do pojava deformacij ali celo smrti osebkov v postnatalni fazi ontogeneze.
Sodobna ontogeneza organizmov se je razvila v dolgem obdobju evolucije kot rezultat njihovega zgodovinskega razvoja filogenija. Ni naključje, da je ta izraz uvedel E. Haeckel leta 1866, saj je za okoljske namene potrebno rekonstruirati evolucijske preobrazbe živali, rastlin in mikroorganizmov. To počne znanost filogenetika, ki temelji na podatkih treh ved morfologije, embriologije in paleontologije.
Odnos med razvojem živih bitij v zgodovinskem in evolucijskem smislu ter individualnim razvojem organizma je oblikoval E. Haeckel v obliki biogenetski zakon
: ontogeneza katerega koli organizma je kratka in zgoščena ponovitev filogenije dane vrste. Z drugimi besedami, najprej v maternici (pri sesalcih itd.), nato pa ob rojstvu, posameznik v svojem razvoju v skrajšani obliki ponavlja zgodovinski razvoj svoje vrste.
1.3. Splošne značilnosti zemeljskega biota
Trenutno je na Zemlji več kot 2,2 milijona vrst organizmov. Njihova taksonomija postaja vse bolj zapletena, čeprav je glavni skelet ostal skoraj nespremenjen, odkar ga je ustvaril izjemni švedski znanstvenik Carl Linnaeus sredi 17. stoletja.
Tabela 1.1
Višji taksoni sistematike cesarstva celičnih organizmov
Izkazalo se je, da na Zemlji obstajata dve veliki skupini organizmov, med katerima so razlike veliko globlje kot med višjimi rastlinami in višjimi živalmi, zato sta med celičnimi upravičeno ločili dve nadkraljestvi: prokarionte - nizko organizirane predjedrske in evkarionti – visoko organizirano jedro. Prokarioti(Procaryota) predstavljajo kraljestvo t.i drobilec, ki vključujejo bakterije in modrozelene alge celice, v katerih ni jedra in DNK v njih ni ločena od citoplazme z nobeno membrano. evkarionti(Eucaryota) predstavljajo tri kraljestva: živali, gobein rastline , katere celice vsebujejo jedro, DNA pa je od citoplazme ločena z jedrno membrano, saj se nahaja v samem jedru. Glive so ločene v posebno kraljestvo, saj se je izkazalo, da ne samo da ne spadajo med rastline, ampak verjetno izvirajo iz ameboidnih dvožilastih praživali, torej so tesneje povezane z živalskim svetom.
Vendar pa takšna delitev živih organizmov na štiri kraljestva še ni bila osnova referenčne in izobraževalne literature, zato se pri nadaljnji predstavitvi gradiva držimo tradicionalnih klasifikacij, po katerih bakterije, modrozelene alge in glive so oddelki nižjih rastlin.
Celoten nabor rastlinskih organizmov določenega ozemlja planeta s kakršno koli podrobnostjo (regija, okrožje itd.) se imenuje flora, in celota živalskih organizmov favna.
Flora in favna tega ozemlja skupaj sestavljata biota. Vendar imajo ti izrazi tudi veliko širšo uporabo. Na primer, pravijo flora cvetočih rastlin, flora mikroorganizmov (mikroflora), mikroflora tal itd. Izraz "favna" se uporablja podobno: favna sesalcev, favna ptic (avifauna), mikrofavna itd. Izraz "biota" ” se uporablja, ko želijo ovrednotiti interakcijo vseh živih organizmov in okolja ali, recimo, vpliv “talne biote” na procese nastajanja tal itd. Spodaj je splošen opis živalstva in rastlinstva v skladu s klasifikacijo (glej Tabela 1.1).
Prokarioti so najstarejši organizmi v zgodovini Zemlje, sledove njihove življenjske aktivnosti so odkrili v predkambrijskih sedimentih, torej pred približno milijardo let. Trenutno je znanih približno 5000 vrst.
Najpogostejši med drobilci so bakterije in trenutno so to najpogostejši mikroorganizmi v biosferi. Njihove velikosti segajo od desetin do dveh do treh mikrometrov.
Bakterije so razširjene povsod, največ pa jih je v prsti – na stotine milijonov na gram zemlje, v černozemih pa več kot dve milijardi.
Mikroflora tal je zelo raznolika. Tu bakterije opravljajo različne funkcije in jih delimo v naslednje fiziološke skupine: bakterije gnitja, nitrofirne bakterije, bakterije, ki vežejo dušik, žveplove bakterije itd. Med njimi so aerobne in anaerobne oblike.
Zaradi erozije tal bakterije vstopijo v vodna telesa. V obalnem delu jih je do 300 tisoč na 1 ml, z odmikom od obale in z globino se njihovo število zmanjša na 100-200 osebkov na 1 ml.
V atmosferskem zraku je bistveno manj bakterij.
Bakterije so zelo razširjene v litosferi pod horizontom tal. Pod plastjo prsti jih je le za red velikosti manj kot v zemlji. Bakterije se širijo več sto metrov globoko v zemeljsko skorjo in jih najdemo celo v globinah dva tisoč metrov ali več.
Modrozelene alge po strukturi podobne bakterijskim celicam, so fotosintetični avtotrofi. Živijo predvsem v površinski plasti sladkovodnih teles, čeprav jih najdemo tudi v morjih. Produkt njihovega metabolizma so dušikove spojine, ki spodbujajo razvoj drugih planktonskih alg, kar lahko pod določenimi pogoji povzroči "cvetenje" vode in njeno onesnaženje, tudi v vodovodnih sistemih.
evkarionti to so vsi drugi organizmi na Zemlji. Najpogostejše med njimi so rastline, ki jih je približno 300 tisoč vrst.
Rastline to so praktično edini organizmi, ki ustvarjajo organsko snov na račun fizičnih (neživih) virov sončna insolacija in kemični elementi, pridobljeni iz tal (kompleks biogeni elementi). Vsi drugi jedo že pripravljeno ekološko hrano. Zato rastline tako rekoč ustvarjajo, proizvajajo hrano za preostali živalski svet, torej so proizvajalci.
Vse enocelične in večcelične oblike rastlin imajo praviloma avtotrofno prehrano zaradi procesov fotosinteze.
Morske alge To je velika skupina rastlin, ki živijo v vodi, kjer lahko prosto lebdijo ali pa so pritrjene na substrat. Alge so prvi fotosintetični organizmi na Zemlji, ki jim dolgujemo pojav kisika v njeni atmosferi. Poleg tega lahko absorbirajo dušik, žveplo, fosfor, kalij in druge sestavine neposredno iz vode in ne iz zemlje.
Ostalo, več visoko organizirane rastline kopenski prebivalci. Iz zemlje preko koreninskega sistema pridobivajo hranila, ki se preko stebla prenašajo do listov, kjer se začne fotosinteza. Lišaji, mahovi, praproti, golosemenke in kritosemenke (cvetnice) so eden najpomembnejših elementov geografske krajine, prevladovati Tu so cvetoče rastline, ki jih je več kot 250 tisoč vrst. Kopenska vegetacija je glavni generator kisika, ki vstopa v ozračje, in njeno nepremišljeno uničevanje ne bo le pustilo živali in ljudi brez hrane, ampak tudi brez kisika.
Nižje talne glive imajo pomembno vlogo v procesih nastajanja tal.
Živali so predstavljeni v najrazličnejših oblikah in velikostih, obstaja več kot 1,7 milijona vrst. Celotno živalsko kraljestvo so heterotrofni organizmi, potrošniki.
Največje število vrst in največje število osebkov v členonožci.Žuželk je na primer toliko, da jih na vsakega človeka pride več kot 200 milijonov. Na drugem mestu po številu vrst je razred lupinar, vendar je njihovo število bistveno manjše od žuželk. Na tretjem mestu po številu vrst so vretenčarji, med katerimi zavzemajo sesalci približno desetino, vseh vrst pa polovico ribe
To pomeni, da je večina vrst vretenčarjev nastala v vodnih razmerah, žuželke pa so zgolj kopenske živali.
Žuželke so se razvile na kopnem v tesni povezavi s cvetočimi rastlinami in so njihovi opraševalci. Te rastline so se pojavile pozneje kot druge vrste, vendar je več kot polovica vrst vseh rastlin cvetočih rastlin. Speciacija v teh dveh razredih organizmov je bila in je zdaj tesno povezana.
Če primerjamo število vrst zemljišče organizmi in voda, potem bo to razmerje približno enako za rastline in živali število vrst na kopnem 92-93 %, v vodi 7-8 %, kar pomeni, da je pojav organizmov na kopnem dal močan zagon evoluciji. proces v smeri povečevanja vrstna pestrost, kar vodi do povečane trajnosti naravnih združb organizmov in ekosistemov kot celote.
1.4. O habitatu in okoljskih dejavnikih
Življenjski prostor organizma je celota abiotske in biotske ravni njegovega življenja. Lastnosti okolja se nenehno spreminjajo in vsako bitje se, da bi preživelo, prilagaja tem spremembam.
Vpliv okolja organizmi zaznavajo preko dejavnikov okolja, ki jih imenujemo dejavniki okolja.
Okoljski dejavniki to so določeni pogoji in elementi okolja, ki specifično vplivajo na telo. Delimo jih na abiotske, biotske in antropogene (slika 1.3).
riž. 1.3. Klasifikacija dejavnikov okolja
Abiotski dejavniki poimenuje celoten sklop dejavnikov v anorganskem okolju, ki vplivajo na življenje in razširjenost živali in rastlin. Med njimi so fizikalni, kemični in edafski. Zdi se nam, da ekološke vloge naravnih geofizikalnih polj ne gre podcenjevati.
Fizični dejavniki to so tisti, katerih izvor je agregatno stanje ali pojav (mehanski, valovni itd.). Na primer temperatura če je visoka, bo prišlo do opeklin, če je zelo nizka ozebline. Na vpliv temperature lahko vplivajo tudi drugi dejavniki: v vodi tok, na kopnem veter in vlaga itd.
Kemični dejavniki To so tisti, ki izvirajo iz kemijske sestave okolja. Na primer, slanost vode, če je visoka, je lahko življenje v rezervoarju popolnoma odsotno (Mrtvo morje), hkrati pa večina morskih organizmov ne more živeti v sladki vodi. Življenje živali na kopnem in v vodi itd. je odvisno od zadostne količine kisika.
Edafski dejavniki, t.j. prst, to je skupek kemijskih, fizikalnih in mehanskih lastnosti tal in kamnin, ki vplivajo tako na organizme, ki v njih živijo, torej za katere so življenjski prostor, kot na koreninski sistem rastlin. Znan je vpliv kemičnih sestavin (biogenih elementov), temperature, vlažnosti, zgradbe tal, vsebnosti humusa itd. na rast in razvoj rastlin.
Naravna geofizikalna polja imajo globalni okoljski vpliv na bioto Zemlje in ljudi. Znan je okoljski pomen, na primer, magnetnega, elektromagnetnega, radioaktivnega in drugih polj Zemlje.
Tudi geofizikalna polja so fizični dejavniki, vendar imajo litosfersko naravo, poleg tega lahko upravičeno domnevamo, da so edafski dejavniki pretežno litosferske narave, saj je okolje za njihov nastanek in delovanje prst, ki je nastala iz kamnin površinskega dela litosferi, zato smo jih združili v eno skupino (glej sliko 1.3).
Vendar pa na organizme ne vplivajo samo abiotski dejavniki. Organizmi tvorijo združbe, kjer se morajo boriti za prehranske vire, za posest določenih pašnikov ali lovnega ozemlja, tj. tekmovati med seboj tako na intraspecifični kot predvsem na medvrstni ravni. To so že dejavniki žive narave, oziroma biotski dejavniki.
Biotski dejavniki celota vplivov življenjske aktivnosti enih organizmov na življensko aktivnost drugih, pa tudi na neživo okolje (Khrustalev et al., 1996). V slednjem primeru govorimo o sposobnosti samih organizmov, da v določeni meri vplivajo na svoje življenjske pogoje. Na primer, v gozdu, pod vplivom vegetacije, posebno mikroklima, oz mikrookolje, kjer se v primerjavi z odprtimi habitati ustvari lasten temperaturno-vlažni režim: pozimi je nekaj stopinj topleje, poleti hladnejše in bolj vlažno. Posebno mikrookolje se ustvari tudi v drevesnih duplih, rovih, jamah itd.
Posebej velja izpostaviti razmere mikrookolja pod snežno odejo, ki je že povsem abiotske narave. Zaradi segrevalnega učinka snega, ki je najučinkovitejši, ko je njegova debelina vsaj 50–70 cm, mali glodalci pozimi živijo na njegovem dnu, v približno 5-centimetrski plasti, saj so tu ugodne temperaturne razmere. zanje (od 0 do minus 2 С). Zahvaljujoč enakemu učinku se pod snegom ohranijo sadike ozimnih žit - rži in pšenice. Velike živali - jeleni, losi, volkovi, lisice, zajci itd. - Prav tako se skrivajo v snegu pred močnimi zmrzali, ležijo v snegu, da počivajo.
Intraspecifične interakcije med osebki iste vrste sestavljajo skupinski in množični učinki ter znotrajvrstna konkurenca. Skupinski in množični učinki izraza, ki jih je skoval Grasse (1944), označujejo združevanje živali iste vrste v skupine dveh ali več osebkov in učinek, ki ga povzroča prenatrpanost okolja. Trenutno se ti učinki najpogosteje imenujejo demografski dejavniki. Označujejo dinamiko številčnosti in gostote skupin organizmov na ravni populacije, ki temelji na znotrajvrstna konkurenca, ki se bistveno razlikuje od medvrstnega. Kaže se predvsem v teritorialnem obnašanju živali, ki branijo svoja gnezdišča in določeno območje v okolici. Mnoge ptice in ribe delujejo tako.
Medvrstni odnosi veliko bolj raznolika (glej sliko 1.3). Dve vrsti, ki živita v bližini, morda sploh ne vplivata druga na drugo, lahko pa vplivata druga na drugo ugodno ali neugodno. Možne vrste kombinacij odražajo različne vrste odnosov:
nevtralizem oba tipa sta samostojna in ne vplivata drug na drugega;
tekmovanje vsaka vrsta negativno vpliva na drugo;
vzajemnost vrste ne morejo obstajati druga brez druge;
protokolarno sodelovanje(commonwealth) obe vrsti tvorita skupnost, vendar lahko obstajata ločeno, čeprav skupnost koristi obema;
komenzalizem eni vrsti, komenzalu, koristi sobivanje, drugi vrsti pa gostitelj nima koristi (medsebojna toleranca);
amenzalizem ena vrsta, amenzal, doživlja zaviranje rasti in razmnoževanja druge;
plenjenje plenilska vrsta se hrani s svojim plenom.
Medvrstni odnosi so osnova za obstoj biotskih združb (biocenoz).
Antropogeni dejavniki dejavnike, ki jih ustvarja človek in vplivajo na okolje (onesnaženje, erozija tal, uničevanje gozdov itd.), obravnava uporabna ekologija (glej »II. del« tega učbenika).
Med abiotskimi dejavniki jih pogosto ločimo podnebne(temperatura, zračna vlaga, veter itd.) in hidrografski dejavniki vodnega okolja (voda, tok, slanost itd.).
Večina dejavnikov, kvalitativno in kvantitativno, se s časom spreminja. Na primer, podnebje čez dan, letni čas, po letu (temperatura, svetloba itd.).
Imenujemo dejavnike, katerih spremembe se skozi čas redno ponavljajo periodično. Sem spadajo ne samo podnebne, ampak tudi nekatera hidrografska plimovanja, nekateri oceanski tokovi. Dejavniki, ki se pojavijo nepričakovano (izbruh vulkana, napad plenilcev itd.), imenujemo neperiodično.
Delitev dejavnikov na periodične in neperiodične (Monchadsky, 1958) je zelo pomembna pri proučevanju prilagodljivosti organizmov življenjskim razmeram.
1.5. O prilagoditvah organizmov na okolje
Prilagajanje (lat. adaptation) prilagoditev organizmov na okolje. Ta proces zajema zgradbo in funkcije organizmov (posamezkov, vrst, populacij) in njihovih organov. Prilagajanje se vedno razvije pod vplivom treh glavnih dejavnikov variabilnost, dednost in naravna selekcija(tako dobro, kot umetno, izvaja človek).
Glavne prilagoditve organizmov na okoljske dejavnike so dedno določene. Nastajale so na zgodovinski in evolucijski poti biote in se spreminjale s spremenljivostjo okoljskih dejavnikov. Organizmi so prilagojeni na nenehno delovanje periodični dejavniki, vendar je med njimi pomembno razlikovati med primarnimi in sekundarnimi.
Primarni to so dejavniki, ki so obstajali na Zemlji že pred nastankom življenja: temperatura, svetloba, plimovanje itd. Prilagajanje organizmov na te dejavnike je najstarejše in najpopolnejše.
Sekundarno periodični dejavniki so posledica sprememb primarnih: zračna vlaga, odvisna od temperature; rastlinska hrana, odvisno od ciklične narave razvoja rastlin; številni biotski dejavniki intraspecifičnega vpliva itd. Pojavili so se pozneje kot primarni in prilagoditev nanje ni vedno jasno izražena.
V normalnih razmerah bi morali v habitatu delovati samo periodični dejavniki, neperiodični pa bi morali biti odsotni.
Vir prilagoditve so genetske spremembe v telesu mutacije, ki nastanejo pod vplivom naravnih dejavnikov na zgodovinski in evolucijski stopnji ter kot posledica umetnega vpliva na telo. Mutacije so raznolike in njihovo kopičenje lahko privede celo do razpadnih pojavov, a zahvaljujoč izbor mutacije in njihove kombinacije dobijo pomen »vodilnega ustvarjalnega dejavnika v prilagodljivi organizaciji živih oblik« (BSE. 1970. Zv. 1).
Na zgodovinski in evolucijski poti razvoja abiotski in biotski dejavniki delujejo na organizme kombinirano. Znane so tako uspešne prilagoditve organizmov na ta kompleks dejavnikov kot "neuspešne", tj. namesto prilagoditve vrsta izumre.
Odličen primer uspešne prilagoditve je evolucija konja v približno 60 milijonih let od nizkega prednika do sodobne in lepe hitronoge živali z višino v vihru do 1,6 m. Nasprotni primer je razmeroma nov ( pred več deset tisoč leti) izumrtje mamutov. Zelo sušno, subarktično podnebje zadnje poledenitve je povzročilo izginotje vegetacije, s katero so se te živali, mimogrede, dobro prilagojene na nizke temperature, hranile (Velichko, 1970). Poleg tega so izražena mnenja, da je bil za izginotje mamuta »kriv« tudi primitivni človek, ki je prav tako moral preživeti: mamutovo meso je uporabljal kot hrano, koža pa ga je rešila pred mrazom.
V primeru z mamuti je pomanjkanje rastlinske hrane sprva omejilo število mamutov, njeno izginotje pa je povzročilo njihovo smrt. Rastlinska hrana je tu delovala kot omejitveni dejavnik. Ti dejavniki igrajo ključno vlogo pri preživetju in prilagajanju organizmov.
1.6. Omejitveni okoljski dejavniki
Na pomen omejitvenih dejavnikov je prvi opozoril nemški agrokemik J. Liebig sredi 19. stoletja. Namestil je zakon o minimumu: Pridelek (proizvodnja) je odvisen od dejavnika, ki je na minimumu. Če uporabne sestavine v tleh kot celoti predstavljajo uravnotežen sistem in je le neka snov, na primer fosfor, vsebovana v količinah, ki so blizu minimuma, lahko to zmanjša pridelek. Izkazalo pa se je, da tudi iste mineralne snovi, ki so zelo uporabne, če so v zemlji optimalno vsebovane, zmanjšajo pridelek, če jih je v presežku. To pomeni, da so dejavniki lahko omejujoči, tudi če so največji.
torej omejujoči okoljski dejavniki poimenovati moramo dejavnike, ki omejujejo razvoj organizmov zaradi njihovega pomanjkanja ali presežka glede na potrebo (optimalna vsebnost). Včasih se imenujejo omejevalni dejavniki.
Zakon minimuma J. Liebiga ima omejen učinek in le na ravni kemičnih snovi. R. Mitscherlich je pokazal, da je pridelek odvisen od skupnega delovanja vseh dejavnikov rastlinskega življenja, vključno s temperaturo, vlago, svetlobo itd.
Razlike v kumulativno in izolirana ukrepi veljajo tudi za druge dejavnike. Na primer, po eni strani učinek negativnih temperatur povečata veter in visoka zračna vlažnost, po drugi strani pa visoka vlažnost oslabi učinek visokih temperatur itd. Toda kljub medsebojnemu vplivu dejavnikov še vedno ne morejo zamenjajo drug drugega, kar se je odražalo v V. R. Williamsov zakon neodvisnosti dejavnikov: življenjski pogoji so enakovredni, nobenega od dejavnikov življenja ni mogoče nadomestiti z drugim. Na primer, učinka vlage (vode) ni mogoče nadomestiti z vplivom ogljikovega dioksida ali sončne svetlobe itd.
Najbolj popolno in v najbolj splošni obliki se odraža kompleksnost vpliva okoljskih dejavnikov na telo W. Shelfordov zakon tolerance: odsotnost ali nezmožnost blaginje določa pomanjkanje (v kvalitativnem ali kvantitativnem smislu) ali, nasprotno, presežek katerega koli od številnih dejavnikov, katerih raven je lahko blizu meja, ki jih določeni organizem prenaša. Ti dve meji se imenujeta zunaj strpnost.
Kar zadeva delovanje enega dejavnika, lahko ta zakon ponazorimo na naslednji način: določen organizem je sposoben obstajati pri temperaturi od minus 5 do plus 25 0 C, tj. razpon njegove tolerance leži znotraj teh temperatur. Organizmi, katerih življenje zahteva pogoje, omejene z ozkim razponom temperaturne tolerance, se imenujejo stenotermično(»stena« ozka) in sposobna bivati v širokem razponu temperatur evritermno(»vsako« široko) (slika 1.4).
riž. 1.4. Primerjava relativnih tolerančnih meja stenotermnih in
evritermalni organizmi (po F. Ruttnerju, 1953)
Podobno kot temperatura delujejo tudi drugi omejevalni dejavniki, organizme pa glede na naravo njihovega vpliva imenujemo oz. stenobionti in evribionti. Pravijo na primer, da je organizem stenobiontski glede na vlago ali evribiontski glede na podnebne dejavnike ipd. Organizmi, ki so evribiontski glede na osnovne podnebne dejavnike, so najbolj razširjeni na Zemlji.
Razpon tolerance organizma ne ostane konstanten, ampak se na primer zoži, če je kateri od dejavnikov blizu katere koli meje ali med razmnoževanjem organizma, ko številni dejavniki postanejo omejujoči. To pomeni, da se lahko narava delovanja okoljskih dejavnikov pod določenimi pogoji spremeni, torej je lahko omejujoča ali ne. Ob tem ne smemo pozabiti, da so organizmi sami sposobni zmanjšati omejevalni učinek dejavnikov tako, da na primer ustvarijo določeno mikroklimo (mikrookolje). Tukaj je posebnost kompenzacijski faktorji, ki je najbolj učinkovit na ravni skupnosti, redkeje na ravni vrste.
Takšna kompenzacija dejavnikov običajno ustvarja pogoje za fiziološka aklimatizacijaširoko razširjena evribiotna vrsta, ki z aklimatizacijo na določenem mestu ustvari edinstveno populacijo, imenovano ekotip, katerih meje tolerance ustrezajo lokalnim pogojem. Z globljimi procesi prilagajanja, genetske rase.
Torej so organizmi v naravnih razmerah odvisni od stanja kritičnih fizikalnih dejavnikov, od vsebnosti potrebnih snovi in iz območja tolerance organizmov samih na te in druge sestavine okolja.
Kontrolna vprašanja
1. Katere so ravni biološke organizacije življenja? Kateri od njih so predmet proučevanja ekologije?
2. Kaj sta biogeocenoza in ekosistem?
3. Kako se organizmi delijo glede na naravo njihovega vira hrane? Po ekoloških funkcijah v biotskih združbah?
4. Kaj je živ organizem in v čem se razlikuje od nežive narave?
5. Kakšen je mehanizem prilagajanja med interakcijo organizma kot celovitega sistema z okoljem?
6. Kaj je dihanje rastlin in fotosinteza? Kakšen je pomen presnovnih procesov avtotrofov za zemeljsko bioto?
7. Kaj je bistvo biogenetskega zakona?
8. Kakšne so značilnosti sodobne klasifikacije organizmov?
9. Kaj je življenjski prostor organizma? Pojmi o dejavnikih okolja.
10. Kako se imenuje celota dejavnikov v anorganskem okolju? Navedite ime in definicijo teh dejavnikov.
11. Kako imenujemo celoto dejavnikov življenjskega organskega okolja? Poimenujte in opredelite vpliv življenjske aktivnosti enih organizmov na življenjske aktivnosti drugih na intraspecifični in medvrstni ravni.
12. Kaj je bistvo prilagoditev? Kakšen je pomen periodičnih in neperiodičnih dejavnikov v adaptacijskih procesih?
13. Kako se imenujejo okoljski dejavniki, ki omejujejo razvoj organizma? Zakoni minimuma J. Liebiga in tolerance W. Shelforda.
14. Kaj je bistvo izoliranega in kombiniranega delovanja dejavnikov okolja? W. R. Williamsov zakon.
15. Kaj je mišljeno z obsegom tolerance telesa in kako se delijo glede na velikost tega območja?
Predavanja 8-9. BIOGEOCENOZE in njene sestavine. POJEM, struktura. metode za proučevanje fitocenoz.
Literatura
Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologija. Rostov na Donu: Phoenix, 2005. 576 str. (Višja izobrazba)
Stepanovskikh A.S. Biološka ekologija. Teorija in praksa: učbenik za študente, ki študirajo okoljske specialnosti. M.: UNITY-DANA, 2009. 791 str.
Stepanovskikh A.S. Splošna ekologija: Učbenik za univerze. M.: ENOTNOST, 2001. 510 str.
Predavanje 8
1. Koncept biogeocenoze
2. Komponentna sestava BGC
3. Fitocenoze so glavna sestavina biogeocenoze
4. Opredelitev pojma "fitocenoza"
5. Zgradba fitocenoze
5.1. Struktura vrste
Kvantitativni kazalniki vrstne strukture
Kako pravilno opisati floristično sestavo fitocenoze?
Vitalnost vrste
5.2. Prostorska ali morfološka zgradba biocenoze
Vertikalna heterogenost
Horizontalna heterogenost
Predavanje 9
6. Terenske metode za preučevanje biogeocenoz
Metodologija oblikovanja poskusnih ploskev
Metodologija za opisovanje stopenj
Metodologija za ugotavljanje floristične sestave
7. Diagnostični znaki fitocenoz za uvrstitev v določeno združbo
UVOD
Eno od prvih predavanj je obravnavalo koncept ravni organizacije življenja(biološki spekter). Glavne ravni organizacije življenja: gen, celica, organ, organizem, populacija, skupnost (biocenoza). Ali v skladu s tem (po Yu. Odumu, 1975):
1) Genetski ali molekularni
2) Cellular in ravni tkiva
3) Orgle
4) Organizemski
5) Populacija-vrsta vmesna med »organizmsko« in »nadorganizmsko« ravnjo.
6) Ekosistem, biogeocenotski odnose v nadorganizmskih sistemih proučujemo znotraj biogeocenoze in ekosistema (med populacijami, skupinami, organizmi znotraj BGC).
7) Biosfera najvišje, upošteva se razmerje med makroekosistemi, biogeocenozami (gozdna stepa, gozdno močvirje, gozdna tundra itd.), Zakon cikla snovi in energije se proučuje v globalnem pogledu.
Splošna ekologija preučuje zadnje tri ravni biološke organizacije od organizma do ekosistemov.
Zakaj začeti z organizmom? Ker je prvi lahko obstaja sama!Življenje se ne manifestira zunaj organizmov.
- glavni predmet raziskovanja ekosistemskega pristopa v ekologiji so procesi transformacije snovi in energije med živimi organizmi in fizičnim okoljem, to je procesi snovne in energijske izmenjave v ekosistemu kot celoti. Je tudi odnos živih organizmov (osebkov) med seboj in s svojim življenjskim prostorom na populacijsko-biocenotski ravni in ravni bioloških sistemov še višjega ranga (biogeocenoz in biosfere).
- glavni predmet proučevanja je ekosistem.
Ekosistem ranga biogeocenoze v splošni ekologiji velja za najpomembnejšo enoto, organizem oziroma vrsta pa je najmanjša enota, a prav tako spada med pomembne objekte.
Zakaj je tako pomembno in tako potrebno preučevati naravo na ravni ekosistemov in predvsem biogeocenoz? Ker je ob poznavanju zakonitosti nastajanja in delovanja ekosistemov mogoče predvideti in preprečiti njihovo uničenje zaradi vpliva negativnih dejavnikov nanje, poskrbeti za zaščitne ukrepe in navsezadnje ohraniti življenjski prostor človeka kot vrsta.
1. Koncept biogeocenoze
Izraz "biogeocenoza" je predlagal akademik V. N. Sukachev v poznih 30-ih. v zvezi z gozdnimi ekosistemi.
Opredelitev biogeocenoze po V. N. Sukachevu (1964: 23) velja za klasično - »... to je skupek homogenih naravnih pojavov (atmosfere, kamnin, vegetacije, živalstva in sveta mikroorganizmov, tal in hidroloških razmer) v določenem obdobju. določenem obsegu zemeljskega površja«, ki ima posebno specifičnost interakcij med temi komponentami, ki ga sestavljajo in določen tip metabolizma in energije: med seboj in z drugimi naravnimi pojavi in predstavljajo notranjo protislovno enotnost, v nenehnem gibanju in razvoju ...«
Prevedeno v preprost jezik "Biogeocenoza je celoten nabor vrst in celoten nabor okoljskih dejavnikov, ki določajo obstoj danega ekosistema, ob upoštevanju neizogibnega antropogenega vpliva." Zadnji dodatek ob upoštevanju neizogibnega antropogenega vpliva poklon modernosti. V času V.N. Sukacheva ni bilo treba razvrstiti antropogenega dejavnika kot glavni dejavnik oblikovanja okolja, kot je zdaj. A že takrat je bilo jasno, da komponente biogeocenoza ne le obstajata drug ob drugem, ampak aktivno sodelujeta drug z drugim ( riž. 1).
2. Komponentna sestava BGC
biocenoza, ali biološka skupnost, skupek treh skupaj živečih komponent: vegetacije, živali in mikroorganizmov.
V naravi ni enovrstnih skupin in naselij, v biocenozah pa imamo običajno opravka z večvrstnimi skupinami. Biocenoze kot oblika organizacije žive snovi se razvijajo v precej dolgem časovnem obdobju, zato je zanje značilna dokaj dobro uveljavljena strukturna organizacija organizmov, ki so vanjo vključeni, in stabilnost.
Glavne lastnosti biocenoz so sposobnost proizvajanja žive snovi, imetisamoregulacija in samoreprodukcija .
Velikost biocenoze je odvisna od velikosti ozemlja s homogenimi abiotskimi lastnostmi, t.j. biotop.
Biotop to je neke vrste "geografski" prostor, kraj življenja biocenoze, ki se pogosteje imenuje ekotop.
Nastane ekotop tla z značilno podlago, z gozdno steljo, pa tudi z eno ali drugo količino humusa (humusa) in vzdušje z določeno količino sončnega sevanja, z določeno količino proste vlage, z značilno vsebnostjo ogljikovega dioksida v zraku, različnih nečistoč, aerosolov itd., v vodnih biogeocenozah namesto atmosfere - vodo.
Od vseh sestavin biotopa je prst najbližja biogeni komponenti biogeocenoze, saj je njen izvor neposredno povezan z živo snovjo. Organska snov v tleh je produkt vitalne aktivnosti biocenoze na različnih stopnjah transformacije.
Združba organizmov je že od samega začetka obstoja omejena z biotopom (pri ostrigah mejami plitvine). Biocenoza in biotop delujeta v nepretrgani enotnosti.
Znanost o biogeocenozah - biogeocenologija. Ukvarja se s problemi interakcije živih organizmov med seboj in z abiotskim okoljem okoli njih, t.j. neživo, okolje.
Biogeocenologija je eno od področij splošne ekologije, ki ustreza ekosistem, oz biogeocenotski, raven organizacije življenja (biološki spekter) .
3. Fitocenoze so glavna sestavina biogeocenoze
Vsaka komponenta biocenoze, tako kot biogeocenoza, je lahko predmet pozornosti z ekološkega vidika, temu lahko posvetite ne le poseben tečaj predavanj, temveč tudi celotno svoje ustvarjalno življenje.
Glavni, nodalni podsistem biogeocenoz so fitocenoze.
Fitocenoze so:
1) glavni sprejemniki in transformatorji sončne energije,
2) glavni dobavitelji izdelkov v biogeocenozi,
3) njihova struktura objektivno odraža procese nastajanja in preoblikovanja osnove življenja na planetu - organske snovi in na splošno vse procese, ki se pojavljajo v biogeocenozi.
4) hkrati so lahko dostopni za študij neposredno v naravi,
5) zanje so se v več desetletjih razvile in se razvijajo učinkovite terenske raziskovalne metode in metode pisarniške obdelave dejanskega gradiva.
To je glavna pozornost, ki jo bomo posvetili fitocenozi in metodam njenega proučevanja. Poleg tega se številni vzorci, značilni za fitocenozo, nanašajo tudi na zoocenozo in mikroorganizme.
