Предмет та основні поняття екології.

Предмет та основні поняття екології.

Термін “екологія” був вперше вжитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866р. В 2-томній праці, присвяченій морфології організмів. У буквальному розумінні екологія – наука про місце зростання часто вживане таке визначення:

Екологія­ – наука про взаємодію в живій природі, а детальніше – це наука про взаємодію живих істот між собою і з навколишньою неорганічною природою; про зв’язки в над організованих системах, структуру і функціонування цих систем.

Відомий американський еколог Юдін Одум дає, на його, “найкоротше і найспеціальніше” визначення: екологія – це “біологія навколишнього середовища”.

Предметом вивчення екології є переважно системи розміщення вище рівня організмів, - популяцій й угрупування ін. словами, екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й орган. речовини.

Екологія є складовою частиною біології. Загальна екологія займається дослідженням усіх типів екосистеми. (е.с.)

Дуже широким є спектр підрозділів екології в котрий входять спеціалізовані екологічні науки в залежності від об’єкта та предмета дослідження, а також їх визначення:

Екологія – частина біології, що вивчає відносини організмів між собою та НПС, називається біоекологією.

До складу біоекології включається екологія особин (аутоекологія), популяцій (демекологія) та спільної (синекологія).

Аутекологія вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим середовищем. Вона вивчає межі стійкості виду і його ставлення до різних екологічних факторів: тепла, світла, вологи, родючості і т. п., а також досліджує дію середовища на живі організми.

Синекологія аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповування организмів, а також між ними і довкіллям.

Демекологія – популярна екологія, вивчає структуру виду: біологічну, статеву, вікову, етіологічну.

Прикладна екологія – як наука базується перш за все на різних галузях екології – фізіології, генетики, біофізики, але вона також пов’язана з ін. природними науками – фізикою, хімією, геологією, географією, математикою. Вона не може бути відділена від моралі права, економіки, оскільки лише в союзі з ними можна докорінно змінити ставлення людини до природи.

Екологією за розмірами об’єктів вивчення поділяють на географічну або ландшафтну екологію, об’єктами вивчення котрої є крупні е. с., географічні процеси, та на глобальну екологію вчення про біосферу Землі.

Стосовно предметів вивчення екологія поділяється на екологію: мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини, сільськогосподарську, прикладну, інженерну та загальну екологію.

За середовищем та компонентами розрізняють екологію: суші, прісних водоймищ, морську, морську, високогірну, хімічну тощо.

За підходами до предмета вивчення виділяють аналітичну та динамічну екологію.

В часовому аспекті розрізняють історичну та еволюційну екологію.

З прикладної екології за науковими напрямками витікають промишлена, с/г екологія, екологія енергетики тощо.

Як ви бачите, екологія – різногалузева наука, яка включає в себе величезну кількість підрозділів.

Отже, сучасне тлумачення терміну “екологія” як галузі знань полягає в розгляді та розкритті закономірностей розвитку сукупностей організмів, предметів, компонентів спільнот та спільнот загалом у взаємодіях в системах біогеоценозів, нообіогеоценозів, біосфері з точки зору суб’єкта або об’єкта, котрий є центральним в цій системі.

Суть та значення законів Лібіха, Шелфорда та Мітчерліха-Баулє

Закон мінімуму Ю. Лібіха. За стаціонарного стану лімітуючою буде та речовина, доступна кількість котрої найбільш близька до необхідного мінімуму. Стійкість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб.

Закон толерантності (закон Шелфорда). Відсутність або неможливість розвитку екосистеми визначається не лише нестачею, але й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода тощо). Фактором, що лімітує процвітання організму, може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора.

Мітчерліх встановив “закон фізіологічних взаємозв’язків” (Mitscherlich,1909), який згодом було перейменовано в “закон сумісної дії факторів”(Baule, 1918). Суть закону полягала в тому, що величина врожаю залежала не лише від якого-небудь (хай навіть лімітуючого) фактора, а від усієї сукупності факторів одночасно, тобто Ц = ц(x1,…,xn).

Охарактеризуйте чисельність, щільність та просторову структуру популяції людини

Чисельність населення - кількість людей які проживають в певному населеному пункті, місцевості, країні.

Динаміка зміни чисельності населення є важливим демографічним показником. Чисельність населення змінюється в результаті народжування, смертності й міграції.

Щільність населення, міра населеності, густина населення даної території. Виражається числом постійних жителів, що доводяться на одиницю загальної площі (зазвичай на 1 км ² ) території. При обчисленні П. н. інколи виключається незаселена територія, а також крупні внутрішні водні простори. Застосовуються показники щільності окремо сільського і міського населення. П. н. сильно вагається по континентах, країнам і частинам країни залежно від характеру розселення людей, густини і розмірів поселень. У крупних містах і на урбанізованих територіях вона, як правило, набагато вище, ніж в сільській місцевості. Тому П. н. якого-небудь району є середньою з рівнів населеності окремих частин цього району, зваженою по величині їх території.

Просторова структура популяції

Кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії, розміри якої залежать від багатьох чинників: наявності умов існування виду, кількості особин у популяції, маси особин тощо.

Поняття сукцесії. Основні типи сукцесій..

Типи сукцесій

Біоценоз перебуває в постійному розвитку. Організми, які його населяють, народжуються, живуть і вмирають. Процесові розвитку можуть сприяти або ж, навпаки, шкодити певні зовнішні та внутрішні фактори. Характерні типи цих змін, які відбуваються у біоценозі, такі: 1) сезонні; 2) різнорічні; 3) випадкові зміни, або сукцесії; 4) загальні зміни; 5) еволюція ценозів.

Діалектика кожного угруповання в будь-який момент свого існування, – як підкреслював П.Д.Ярошенко, – перебуває в стані змін, які можна згрупувати у п'ять типів: 1) проходить одну із фаз свого сезонного розвитку, відбиває вплив умов даного року; 2) перебуває на шляху до заміни якимось іншим угрупованням; 3) перебуває під впливом зональної зміни рослинного покриву усієї місцевості; 4) проходить одну із стадій своєї еволюції.

Перелічені типи змін тісно пов'язані між собою, а точніше, взаємообумовлюють одна одну. Наприклад, третій тип змін – випадковий – включає і сезонні (весна-осінь, літо-зима), і різновікові (посушливі, дощові, морозні роки), і загальні зміни (заміна лучної рослинності лісовою), а в історичному аспекті – то й еволюційні.

Випадкові зміни, або сукцесії (від грецьк. сукцесія – наступність), – це послідовні зміни одних угруповань організмів (біоценозів) іншими на певній ділянці середовища. В природних умовах формування стійкої стадії угруповання завершується клімаксом.

Н.М.Чернова і А.М.Билова (1981), виходячи з ролі автотрофів і гетеротрофів у розвитку біоценозів, виділяють два основних типи сукцесій: 1) з участю як автотрофного, так і гетеротрофного населення; 2) з участю лише гетеротрофів. Для сукцесій другого типу характерні умови, коли вже створені або створюються запаси органіки (багаті на органіку водойми, бурти гною і компостів тощо).

Співвідношення чисельності видів в угрупованні змінюється в часі та просторі. Популяція виду може зайняти своє місце в угрупованні, якщо: а) даний вид здатний досягти дане місце; б) умови певного місця йому підходять; в) він витримує конкуренцію і поїдання його іншими видами. Таким чином, числова послідовність появи і зникнення популяцій видів у біоценозі є результатом зміни умов, ресурсів і впливів інших видів один на одного (рис. 5.30).

В.М.Сукачов виділив чотири види сукцесій: 1) сингенетичні; 2) ендоекогенетичні; 3) екзогенетичні; 4) гологенетичні.

Сингенетичні сукцесії відзначаються процесом зміни рослинами нових місцезростань: кар'єрів, насипів, звалищ, пісків, свіжих річкових заносів. Тому головну роль в цій сукцесії відіграють підбір і взаємодія рослин, які заселили цю незайману територію, а також грунтово-кліматичні умови. Взаємодія всього угруповання з оточуючим середовищем лише розпочинається. Елементи середовища (фітоклімат і грунт) лише починають формуватися і перебувають у зародковому стані. Якщо ділянка, яка заселяється, раніше піддавалася впливу якихось угруповань, то це свідчить про первинну сукцесію (наприклад, при відступі льодовика, застиглій магмі, недавно сформованій піщаній дюні). Ці піонерні сукцесії ще називають автогенетичними.

Якщо рослинність місцевості частково або повністю знищена, але має добре розвинений ґрунтовий шар, в якому залишаються насіння або спори, наступну зміну видового складу називають вторинною сукцесією (березняки, вільшняки після піонерної рослинності кар'єру чи гірського зсуву). Ці вторинні сукцесії В.М. Сукачов називав ендоекогенетичними. Вони відбуваються слідом за сингенетичними сукцесіями вже після того, як піонерне угруповання створило певне середовище і в наступному періоді свого розвитку змінюються разом з подальшими змінами середовища, які є наслідками власне життєдіяльності цього угруповання (збагачується видовий склад, ускладнюється просторова структура).

Проходження сингенетичної й ендоекогенетичної сукцесії показано на прикладі спонтанної клімаксової формації дуба у французькому Середземномор' ї:

Схема (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Деградаційні сукцесії

Деякі сукцесії відбуваються при послідовному використанні різних видів ресурсів, які розкладаються. Таку сукцесію називають деградаційною. Це, наприклад, розклад соснової хвої. Опад хвої, залежно від його віку, заселяють різні колонії грибів, а коли сіро-чорні хвоїнки утрамбовуються, а їхні тканини розм'якшуються і стають нетривкими, подальше руйнування внутрішніх тканин виконують ґрунтові кліщі. Приблизно через два роки, коли хвоя спресовується і набуває якісно нового виду, руйнівну діяльність завершують членистоногі. Приблизно через сім років хвоїнки в цьому шарі стають структурно подібними до ґрунту.

Р.Дажо цей тип сукцесій, яка не завершується кінцевим клімаксом, називає деструктивним (аналогічно деградаційному). Тут спостерігається зміна умов середовища, пов'язана з біотичними факторами, в чому ми пересвідчилися на прикладі із розкладом соснової хвої. Подібний процес перебігає у сінному настої (рис. 5.31).

Розглянемо класифікацію сукцесій, запропоновану М.Д.Ярошенком (1961), який виділяє: А – природні сукцесії (1 – послідовні, 2 – стійкі (кліматогенні, ендогенні, біогенні); Б – антропогенні. Є.М.Лавренко (1940) поділяв сукцесії на вікові (кліматогенні, едафогенні) і короткочасові (пірогенні, кліматогенні, едафогенні, зоогенні, антропогенні).

Сьогодні, коли ми маємо справу з численними антропогенними сукцесіями, їх поділяють на культурні (створення культурфітоценозів) і акультурні, або деградаційні (рис. 5.32).

Вікові піраміди.

Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між складовими її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяції надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяції незалежні і відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу. Повністю ізольоване існування організмів у природі не зустрічається, оскільки було 6 неможливим здійснення їх основної життєвої функції- розмноження. У видів з ізольованим способом життя часто утворюються тимчасові угруповання особин у місцях зимівлі (сонечка, жужелиці) або в період, який передує розмноженню.

При сімейному способі життя помітно посилюються зв'язки і взаємовідносини між батьками і їх потомством: турбота про від0кладені яйця, пташенят, їх охорона. Розрізняють сім'ї батьківського, материнського і змішаного типів. При сімейному способі життя помітно проявляється територіальна поведінка тварин, коли за допомогою різноманітних сигналів, маркуванням забезпечується володіння ділянкою, яка необхідна для вирощування потомства. В основі формування більш-менш великих спільнот тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а, отже, і зв'язків у популяції.

Зграя - це тимчасове об'єднання тварин, які проявляють біологічно корисну організованість дій (для захисту від ворогів, добування харчування, міграції і т.д.) Найбільше зграї поширені серед риб, птахів, рідше зустрічаються у ссавців (собачі зграї).

Рис.1.7 Типи вікових пірамід: А - три типи вікових пірамід, які характеризують популяції з більшою, помірною і малою чисельністю (а, б, в,%) молодих особин; Б - вікові піраміди інтенсивно зростаючої (а) і постійної (б) за чисельним складом популяції миші польової.

Стадо - тривале або постійне об'єднання тварин, в якому здійснюються всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграції, розмноження, виховання молодняку. Основу групової поведінки в стаді складають взаємовідносини домінування - підпорядкування, яке базується на індивідуальних відмінностях між особинами.; Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера, на якому концентрується поведінка інших особин і часто вона визначає поведінку стада в цілому.

Колонія - це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (наприклад, чайки, мідії, ластівки, грачі, альбатроси, терміти, бджоли).

Правило Глогера говорить про те що види тварин, які мешкають у холодних та вологих зонах, мають інтенсивнішу пігментацію тіла (найчастіше чорну або темно-коричневу), ніж мешканці теплих та сухих областей.

Пояснення

Вважають, що така особливість забарвлення дозволяє акумулювати тваринам достатньо велику кількість тепла.

Встановлено, що правило Глогера поширюється на птахів, ссавців, а комах − на метеликів. Правило діяло у 80% досліджених видів ссавців та птахів. Однак метелики лише частково підкоряються цьому правилу, а деякі комахи зовсім не підпадають під нього.

Згадані зміни у забарвленні підвищують рівень адаптованості тварин.

Фізіологічний сенс змін забарвлення не зовсім зрозумілий, оскільки правило Глогера поширюється навіть на види, які ведуть нічний спосіб життя.

Правило Глогера має значення у систематиці тварин.

ПравилоРіше та Рюбнера - Теплокровні тварини згідно з цим правилом у теплокровних тварин з 1 м2 тіла протягом доби виділяється 1000 ккал енергії між теплопродукцією та тепловіддачею існує певна продукція. Обєм або маса теплокровних тварин збільшується відносно поперечника, а площа поверхні пропорційна квадрату поперечника, у звязку з цим відношення площі поверхні тіла до його обєму у дрібних тварин значно більше ніж у крупних. Тому для балансу температури тіла дрібних тваринпотрібно витрачати більше тепла.

Правило Жордана у вологих солоних водоймах зростає кількість хребців у кісткових риб порівняно із прісними у порожнині тіла

Правило Гессе у холодних широтах теплокровні тварини мають значно більшу масу або обєм тіла ніж у теплих

19 Екологічні групи організмів за відношенням до освітленості

По відношенню до світла виділяють такі екологічні групи рослин:

геліофіти (світлолюбні);

сціофіти (тіньолюбні);

тіньовитривалі (факультативні геліофіти).

Геліофіти. Світлові рослини. Мешканці відкритих місць проживання: лугів, степів, верхніх ярусів лісів, ранньовесняні рослини, багато культурних рослини.

Характеризуються наступними ознаками:

дрібні розміри листя; зустрічається сезонний диморфізм: навесні лестощі дрібні, влітку - більше;

листя розташовуються під великим кутом, іноді майже вертикально;

листова платівка блискуча або густо опушена;

утворюють ряджені насадження.

Сціофіти. Чи не виносять сильного світла. Місця проживання: нижні затемнені яруси; мешканці глибоких шарів водойм. Перш за все, це рослини, що ростуть під пологом лісу (кислиця, костинь, снить).

Характеризуються наступними ознаками:

листя великі, ніжні;

листя темно-зеленого кольору;

листя рухливі;

характерна так звана листова мозаїка (тобто особливе розташування листів, при якому листя макимально не заступають один одного).

Тіньовитривалі. Займають проміжне положення. Часто добре розвиваються в умовах нормального освітлення, але можуть при цьому переносити і затемнення. За своїми ознаками займають проміжне положення.

Предмет та основні поняття екології.

Термін “екологія” був вперше вжитий німецьким біологом Е. Геккелем у 1866р. В 2-томній праці, присвяченій морфології організмів. У буквальному розумінні екологія – наука про місце зростання часто вживане таке визначення:

Екологія­ – наука про взаємодію в живій природі, а детальніше – це наука про взаємодію живих істот між собою і з навколишньою неорганічною природою; про зв’язки в над організованих системах, структуру і функціонування цих систем.

Відомий американський еколог Юдін Одум дає, на його, “найкоротше і найспеціальніше” визначення: екологія – це “біологія навколишнього середовища”.

Предметом вивчення екології є переважно системи розміщення вище рівня організмів, - популяцій й угрупування ін. словами, екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи із оточуючим середовищем певну єдність (систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й орган. речовини.

Екологія є складовою частиною біології. Загальна екологія займається дослідженням усіх типів екосистеми. (е.с.)

Дуже широким є спектр підрозділів екології в котрий входять спеціалізовані екологічні науки в залежності від об’єкта та предмета дослідження, а також їх визначення:

Екологія – частина біології, що вивчає відносини організмів між собою та НПС, називається біоекологією.

До складу біоекології включається екологія особин (аутоекологія), популяцій (демекологія) та спільної (синекологія).

Аутекологія вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим середовищем. Вона вивчає межі стійкості виду і його ставлення до різних екологічних факторів: тепла, світла, вологи, родючості і т. п., а також досліджує дію середовища на живі організми.

Синекологія аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповування организмів, а також між ними і довкіллям.

Демекологія – популярна екологія, вивчає структуру виду: біологічну, статеву, вікову, етіологічну.

Прикладна екологія – як наука базується перш за все на різних галузях екології – фізіології, генетики, біофізики, але вона також пов’язана з ін. природними науками – фізикою, хімією, геологією, географією, математикою. Вона не може бути відділена від моралі права, економіки, оскільки лише в союзі з ними можна докорінно змінити ставлення людини до природи.

Екологією за розмірами об’єктів вивчення поділяють на географічну або ландшафтну екологію, об’єктами вивчення котрої є крупні е. с., географічні процеси, та на глобальну екологію вчення про біосферу Землі.

Стосовно предметів вивчення екологія поділяється на екологію: мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини, сільськогосподарську, прикладну, інженерну та загальну екологію.

За середовищем та компонентами розрізняють екологію: суші, прісних водоймищ, морську, морську, високогірну, хімічну тощо.

За підходами до предмета вивчення виділяють аналітичну та динамічну екологію.

В часовому аспекті розрізняють історичну та еволюційну екологію.

З прикладної екології за науковими напрямками витікають промишлена, с/г екологія, екологія енергетики тощо.

Як ви бачите, екологія – різногалузева наука, яка включає в себе величезну кількість підрозділів.

Отже, сучасне тлумачення терміну “екологія” як галузі знань полягає в розгляді та розкритті закономірностей розвитку сукупностей організмів, предметів, компонентів спільнот та спільнот загалом у взаємодіях в системах біогеоценозів, нообіогеоценозів, біосфері з точки зору суб’єкта або об’єкта, котрий є центральним в цій системі.