Об'єкт, предмет і завдання екології.

Об'єкт, предмет і завдання екології.

Екологія – наука про взаємозв’язки живих організмів та їхніх угруповань між собою та довкіллям, про структуру і функціонування надорганізмових систем.

Головні завдання екології – це: встановлення закономірностей взаємозв’язків між організмами, їхніми угрупованнями та умовами довкілля; дослідження структури та функціонування угрупувань організмів; розроблення методів визначення екологічного стану природних і штучних угрупувань; спостереження за змінами в окремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків; створення бази даних та розроблення рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської і соціальної діяльності людини; застосування екологічних знань у справі охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів.

Предметом екології є різноманітність і структура зв’язків між організмами, їхніми угрупуваннями та середовищем існування, а також склад і закономірності функціонування угрупувань організмів: популяцій, біогеоценозів, біосфери в цілому.

Об'єкт – екосистеми нашої планети різного рівня організації та їх елементи.

 

Коротка Історія розвитку екології.

Нагромадження відомостей про спосіб життя, залежність від навколишніх умов, характеру розподілу тварин і рослин почалось дуже давно. Праці давньогрецьких філософів-природознавців Гіппократа, Аристотеля, Теофраста Ерезійського містять відомості екологічного змісту.

Першим періодом, етапом розвитку екологічних досліджень можемо вважати описовий етап, який тривав досить довго. Це період накопичення інформації про багатство тваринного та рослинного світу на нашій планеті, період відкриття нових континентів, кругосвітніх подорожей. Поряд з накопиченням інформації назріває виникнення другого етапу розвитку — систематики, з яким пов'язують імена таких відомих вчених, як К. Лінней та О. Гумбольдт. А. Левенгук (XVIII ст.) — відомий як основоположник вчення про трофічні взаємовідносини та регуляцію чисельності популяцій; французький вчений Ж. Бюффон вперше порушив проблему впливу зовнішніх умов на будову тварин. Автор першого еволюційного вчення Ж.Б. Ламарк вважав, що вплив "зовнішніх обставин" — одна з найголовніших причин пристосувальних змін організмів, еволюції тварин і рослин. Третій етап Важливим етапом становлення екології як науки стала поява у 1859 р. книги Ч. Дарвіна "Походження видів шляхом природного добору, або збереження обраних порід у боротьбі за життя". Після виходу у світ праць Геккеля термін "екологія" поступово прижився і набув загального визнання. Друга половина XIX ст. визначалася вивченням способу життя тварин і рослин та їх пристосування до кліматичних умов, а також, завдяки роботам К. Мебіуса, становленням нової галузі екології — біоценології. У 20-х роках XX ст. в Європі та Америці були організовані екологічні наукові товариства, засновані журнали, а екологію почали викладати в університетах. У 30-х роках сформувалась нова галузь екології — популяційна екологія, основоположником якої є англійський вчений Ч. Елтон. Увага звертається на популяцію як самостійну одиницю. У 1935 р. А.Тенслі обґрунтував поняття екосистеми, а в 1942 р. В. Сукачов сформулював тезу про біогеоценоз. Живі організми почали вивчати у їх співвіднесеності до сукупності абіотичних факторів, з урахуванням закономірностей, що лежать в основі зв'язку всього угруповання й навколишнього середовища — кругообігу речовин та перетворення енергії. Розвиток екосистемного аналізу привів до появи вчення про біосферу.

Місце екології у системі природничих наук.

Сучасна екологія об'єднує природничі, гуманітарні, соціальні, технічні і точні науки. Найвищим ієрархічним рівнем (І) в системі наукових знань є філософія.

На другому рівні (II) - філософія природи, філософія суспільства, філософія мислення; на третьому рівні (III) - природознавчі науки, гуманітарні науки, науки про мислення; четвертий рівень (IV) - технічні науки; п'ятий рівень (V) – приватні

Екологічні науки є серед усіх підрозділів наукових знань. Серед природознавчих наук - біоекологія, геоекологія; серед гуманітарних наук - соціоекологія; серед наук про мислення - ноосферологія; серед технічних наук - інженерна екологія; серед приватних наук - наприклад, вплив гри на барабані на навколишнє середовище, та інші

Як міждисциплінарна наука екологія взяла на озброєння всі методи теорії систем та на цій основі опинилася на перехресті біологічних та гуманітарних наук. При цьому екологія залишилася точною біологічною наукою в тому розумінні, що вона досліджує живі об’єкти та їх сукупність, але вона стала й гуманітарною наукою, тому що визначає місце людини в природі, формує її світогляд та сприяє оптимізації розвитку соціальних та виробничих процесів.

4. Підрозділи екології.

Найвищим за рангом поняттям, що використовується в класифікації, є "загальна екологія". Загальній екології підпорядковані два великих блоки екологічних досліджень: теоретична екологія і прикладна екологія.

Теоретична екологія включає біоекологію з усіма її підрозділами.

До блоку практичної екології відносять: біосферологію, геоекологію, соціоекологію, інженерну екологію з усіма їхніми підрозділами.

Біоекологія - екологія живих організмів, у тому числі людини як біологічного об'єкта. До блоку біоекології належать: екологія людини, екологія мікроорганізмів, екологія тварин, екологія рослин і інші (див. Рис. 1.2.).

Геоекологію і біосферологію об'єднують у єдиний блок - наука про охорону і раціональне використання природних ресурсів. До цього блоку належать: ландшафтна екологія, екологія атмосфери, гідросфери, літосфери, екологія глибинних надр землі.

Соціоекологія - наука про соціально-економічні чинники впливу на навколишнє середовище. Вона об'єднує: екологічну освіту, екологічне право, урбоекологію, екологію і демографію, екологічний менеджмент, екологічний маркетинг, національну екополітику.

Інженерна екологія - наука про техногенні чинники забруднення навколишнього середовища. Інженерна екологія (техноекологія) об'єднує такі підрозділи: екологія енергетики, екологія транспорту, екологія військової справи, екологія промисловості, екологія сільського господарства, екологічна експертиза, космічна екологія і інші

Напрями: факторіальна екологія (вчення про фактори середовища та механізми адаптації живих істот до їх дії), демекологія (вчення про популяції), біоценологія (вчення про угруповання), екосистемологія та біогеоценологія (вчення про екосистеми та біогеоценози), біосферологія (вчення про біосферу). Екологію деколи поділяють на аутекологію та синекологію. Таким чином розділи екології, які вивчають пристосованість популяцій окремих видів організмів до факторів навколишнього середовища, називають аутекологією або екологією видів (аутос — сам + екологія). Синекологія — розділ екології, який вивчає життя угруповань різних видів організмів та їх взаємодію (син — разом + екологія).

За відношенням до предмета вивчення біоекологію поділяють на: екологію мікроорганізмів; екологію грибів; екологію рослин; екологію тварин; екологію людини. Прикладну екологію за відношенням до предмета вивчення поділяють на: промислову, або інженерну; транспортну; сільськогосподарську; медичну. Екологія як наука постійно розвивається, з’являються все нові її розділи, найважливішими з яких є: соціоекологія; мілітаризаційна екологія; радіоекологія; космічна екологія; урбоекологія; ландшафтна екологія тощо.

 

Водне середовище існування.

Вода, в якій розпочалося життя на Землі, – це важливий екологічний фактор, що визначається її фізичними властивостями, зокрема, прозорістю, щільністю, теплопровідністю і теплоємністю, а також текучістю. Остання зумовлює циркуляцію в озерах і ставках.

Водне середовище однофазне – в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою складну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних речовин, а також із живих органічних тіл, котрі втримуються в системі за рахунок різності співвідношень маси, постійного перемішування і переміщення водних мас або активної протидії силі тяжіння з боку живих організмів.

В поняття гідросфери включають і дно водоймища (тверда фаза), і приводний шар повітря (газоподібна фаза). Велике значення мають площини контактів цих фаз: дно-вода, вода-повітря. Це складні біогоризонти, насичені живими організмами. Відомо, що основну масу гідросфери Землі утворюють води Світового океану (95,5% за об'ємом), які містять величезну кількість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів – не більше 3 млрд т, або 0,15%.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, поглинається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зваженими частинками.

Зрозуміло, що зі зростанням у воді зважених частинок погіршується прозорість води, а отже, зменшується інтенсивність фотосинтезу водяних рослин.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не передається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального, а також за рахунок глибинних течій у морських водах. Прогрівання шарів має сезонний характер.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щільність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідробіонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Водне середовище сформувало планктонні організми з характерною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись "на плаву" або "ширяти" у водному просторі (медузи, лангусти, молюски).

Для організмів, зокрема членистоногих, які живуть на поверхні води, має значення поверхневий натяг рідини.

До прісних вод, з одного боку, належать стоячі води, або стрічкові фації, з другого – проточні, або лотичні, фації.

Своєрідним для тварин швидкотекучих вод є етологічне пристосування – реотропізм: тварини приймають певне положення відносно течії і намагаються подолати її.

Найбільшою різноманітністю життя відрізняються теплі моря й океани (40000 видів тварин) в області екватора і тропіках, на північ і південь відбувається збіднення флори і фауни морів у сотні разів. Що стосується розподілу організмів безпосередньо в морі, то основна маса їх зосереджена в поверхневих шарах (епіпелагіаль) і в субліторальній зоні. У залежності від способу пересування і перебування в певних верствах, морські мешканці поділяються на три екологічні групи: нектон, планктон та бентос.

Нектон (nektos - плаваючий) - активно пересуваються великі тварини, здатні долати великі відстані та сильні течії: риби, кальмари, ластоногі, кити. У прісних водоймах до нектону відносяться і земноводні і безліч комах.

Планктон (planktos - блукаючий, повітряним) - сукупність рослин (фітопланктон: діатомові, зелені і синьо-зелені (тільки прісні водойми) водорості, рослинні жгутиконосци, перідінеі тощо) і дрібних тварин організмів (зоопланктон: дрібні ракоподібні, з більших - крилоногі молюски, медузи, гребневики, деякі черв'яки), що мешкають на різній глибині, але не здатних до активних пересуванням і до протистояння течіям. До складу планктону входять і личинки тварин, утворюючи особливу групу - нейстон. Це пасивно плаваюче «тимчасове» населення самого верхнього шару води, представлене різними тваринами (десятиногі, вусоногі і веслоногие ракоподібні, голкошкірі, поліхети, риби, молюски та ін) в личинкової стадії. Вище нейстону розташовується плейстона - це організми, у яких верхня частина тіла зростає над водою, а нижня - у воді (ряска - Lemma, сифонофори та ін.) Планктон грає важливу роль у трофічних зв'язках біосфери, тому що є їжею для багатьох водних мешканців, у тому числі основним кормом для вусатих китів.

Бентос (benthos - глибина) - гідробіонти дна. Представлений в основному прикріпленими або повільно пересуваються тваринами (зообентос: форамінефори, риби, губки, кишковопорожнинні, черви, плеченогие молюски, асцидії, тощо), більш численними на мілководді. На мілководді у бентос входять і рослини (фітобентос: діатомові, зелені, бурі, червоні водорості, бактерії). На глибині, де немає світла, фітобентос відсутня. У узбереж зустрічаються квіткові рослини зостера, рупія. Найбільш багаті фітобентосу кам'янисті ділянки дна. В озерах зообентос менш багатий і різноманітний, ніж в морі. Його утворюють найпростіші (інфузорії, дафнії), п'явки, молюски, личинки комах і ін Фітобентос озер утворений вільно плаваючими діатомеямі, зеленими та синьо-зеленими водоростями; бурі і червоні водорості відсутні.

Висока щільність водного середовища визначає особливий склад і характер зміни життєзабезпечуючих чинників. Одні з них ті ж, що і на суші - тепло, світло, інші специфічні: тиск води (з глибиною збільшується на 1 атм. На кожні 10 м), вміст кисню, склад солей, кислотність. Завдяки високій щільності середовища, значення тепла і світла з градієнтом висоти змінюються набагато швидше, ніж на суші.

Тепловий режим. Для водного середовища характерний менший прихід тепла, тому що значна частина його відбивається, і не менш значна частина витрачається на випаровування. Узгоджуючи з динамікою наземних температур, температура води має меншими коливаннями добових і сезонних температур. Більш того, водойми істотно вирівнюють хід температур в атмосфері прибережних районів. При відсутності льодового панцира моря в холодну пору року надають отепляющее дію на прилеглі території суші, влітку - охолоджувальне та зволожуючу.

У зв'язку з різним ступенем прогрівання верхніх і нижніх шарів протягом року, приливами і відливами, течіями, штормами відбувається постійне перемішування водних шарів. Роль перемішування води для водних мешканців (гідробіонтів) виключно велика, тому що при цьому вирівнюється розподіл кисню і поживних речовин усередині водойм, забезпечуючи обмінні процеси між організмами і середовищем.

Світловий режим. Інтенсивність світла у воді сильно ослаблена через його відображення поверхнею і поглинання самою водою. Це сильно позначається на розвитку фотосинтезуючих рослин. Чим менше прозорість води, тим сильніше поглинається світло. Прозорість води лімітується мінеральними суспензіями, планктоном. Зменшується вона при бурхливому розвитку дрібних організмів влітку, а в помірних і північних широтах - ще й взимку, після встановлення льодового покриву і укриття його зверху снігом

Тварини, як і рослини, закономірно змінюють своє забарвлення з глибиною. У верхніх шарах вони яскраво пофарбовані в різні кольори, в сутінкової зоні (морський окунь, корали, ракоподібні) пофарбовані у кольори з червоним відтінком - зручніше ховатися від ворогів. Глибоководні види позбавлені пігментів. Характерними властивостями водного середовища, відмінними від суші, є висока щільність, рухливість, кислотність, здатність розчинення газів і солей. Для всіх цих умов у гідробіонтів історично вироблені відповідні пристосування-адаптації.

Воді властива висока щільність (1 г/см3, що в 800 разів більше щільності повітря) і в'язкість.

1) У рослин дуже слабко розвинені або зовсім відсутні механічні тканини - їм опора сама вода. Більшості властива плавучість, за рахунок повітроносних міжклітинних порожнин. Характерно активне вегетативне розмноження, розвиток гідрохоріі - винесення квітконосів над водою і розповсюдження пилку, насіння і спор поверхневими течіями.

2) У живуть у товщі води і активно плаваючих тварин тіло має обтічну форму і змазано слизом, що зменшує тертя при пересуванні

Які пристосування гідробіонтів до рухливості води?

1) У проточних водоймах рослини міцно прикріплюються до нерухомих підводних предметів.

2) У риб проточних вод тіло в поперечнику кругле, а у риб, що мешкають у дна, як і в придонних безхребетних тварин, тіло плоске.

 

Основні екологічні закони.

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.
Закон конкурентного виключення. Два види, що займають одну екологічну нішу, не можуть співіснувати в одному місці нескінченно довго.
Закон біогенної міграції атомів (закон В.І.Вернадського ). Міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів.
Закон внутрішньої динамічної рівноваги. Речовина, енергія, інформація та динамічні якості окремих природних систем перебувають у тісному взаємозв'язку. Зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших за умови збереження загальних якостей системи — речовинно-енергетичних, інформаційних та динамічних.
Закон генетичної різноманітності. Все живе генетично різне й має тенденцію до збільшення біологічної різнорідності.
Закон історичної незворотності. Загальний процес розвитку біосфери та людства однонаправлений.
Закон константності (сформульований В.І.Вернадським). Кількість живої речовини біосфери, утвореної за певний геологічний час, є постійною величиною.
Закон кореляції (сформульований Ж.Кюв'є). В організмі як цілісній системі всі частини відповідають одна одній як за будовою, так і за функціями.
Закон максимізації енергії (сформульований Г. і Ю.Одумами та доповнений М.Реймерсом). У конкуренції з іншими системами зберігається та з них, яка найбільше сприяє надходженню енергії та інформації й використовує максимальну їх кількість найефективніше.
Закон максимуму біогенної енергії (закон Вернадського-Бауера). Будь-яка біологічна та біонедосконала система, що перебуває в стані стійкості нерівноваги (динамічно рухливої рівноваги з довкіллям), збільшує, розвиваючись, свій вплив на середовище.
Закон обмеженості природних ресурсів. Усі природні ресурси в умовах Землі вичерпні.
Закон односпрямованості потоку енергії. Енергія, яку одержує екосистема і яка засвоюється продуцентами, розсіюється або разом з їхньою біомасою незворотно передається консументам першого, другого, третього та інших порядків, а потім редуцентам, що супроводжується втратою певної кількості енергії на кожному трофічному рівні як наслідок процесів, що супроводжують дихання.
Закон оптимальності. Ніяка система не може звужуватися або розширюватися до нескінченності.
Закон піраміди енергій (сформульований Р.Ліндеманом ). З одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший переходить у середньому не більше 10% енергії.
Закон рівнозначності умов життя. Усі природні умови середовища, необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі.
Закон розвитку довкілля. Будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища.
Закон зменшення енерговіддачі в природокористуванні. Процес одержання з природних систем корисної продукції, з часом (у історичному аспекті) на її виготовлення в середньому витрачається дедалі більше енергії (зростають енергетичні витрати на одну людину).
Закон сукупної дії природних факторів (закон Мітчерліха-Тинемана-Бауле). Розмір урожаю залежить від усієї сукупності екологічних факторів одночасно.
Закон ґрунтостомлення (зниження родючості ). Через тривале використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення відбувається поступове зниження природної родючості грунтів.
Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (сформульований В.І. Вернадським ). Уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу.
Закон екологічної кореляції. В екосистемі жива речовина та абіотичні компоненти функціонально відповідають один одному, випадання однієї частини системи неминуче призводить до вимикання пов'язаних з нею інших частин екосистеми та функціональних змін.
Закони Б. Коммонера. - все пов'язане з усім; - все мусить кудись діватися; - природа знає краще; - ніщо не дається дарма.
Закон емерджентності. Ціле завжди має особливі властивості, відсутні в його частин.
Закон необхідної різноманітності. Система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів, але може мати ієрархічну організацію та інтегративні рівні.
Закон незворотності еволюції. Організм (популяція, вид) не може повернутися до попереднього стану, реалізованого його предками.
Закон ускладнення організації. Історичний розвиток живих організмів призводить до ускладнення їх організації шляхом диференціації органів та функцій.
Біогенний закон (Е.Геккель). Онтогенез організму є коротким повторенням філогенезу даного виду, тобто розвиток індивіда скорочено повторює історичний розвиток свого виду.
Закон нерівномірності розвитку частин систем. Система одного виду розвивається не зовсім синхронно — в той час, коли один досягає більш високої стадії розвитку, інші залишаються в менш розвиненому стані.
Закон збереження життя. Життя може існувати тільки в процесі руху через живе тіло потоку речовин, енергії, інформації.

17. Визначення популяції. Основні характеристики популяцій.
Популяція — сукупність організмів, що займають обмежений ареал, мають спільне походження за фенотипом та географічно ізольовані від інших популяцій даного виду. Екологічна структура популяції – це її стан на даний момент (кількість та густота особин, їх розміщення у просторі, співвідношення груп за статтю і віком, морфологічні, поведінкові й інші особливості). Структура популяції являє собою форми адаптації до умов її існування, є своєрідним віддзеркаленням природних сил, які на неї впливають. Нинішня структура тієї чи іншої популяції відбиває водночас як минуле, так і потенційне майбутнє угруповання.
Чисельність популяції – загальна кількість особин на даній території або в даному об'ємі (води, ґрунту, повітря), які належать до однієї популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності популяцій.
Щільність популяцій – середня кількість особин на одиниці площі чи об'єму. Розрізняють середню й екологічну щільності. Середня щільність – це кількість особин (або біомаса) на одиницю всього простору. Екологічна щільність – кількість особин (або біомаса) на одиницю заселеності простору (тобто доступної площі або об'єму, які фактично можуть бути зайняті популяцією). При збільшенні чисельності щільність популяції не росте лише у випадку її розселення, розширення ареалу.
Статева і вікова структура. Співвідношення статей – це відношення кількості самців до кількості самок або кількості самців до загальної кількості самців і самок. Для характеристики статевої структури популяції застосовують ряд показників, зокрема відношення кількості жіночих особин до певної кількості чоловічих особин (у частинах або відсотках). Вікова структура популяції характеризує її здатність до розмноження. Вікові піраміди: а – три типи вікових пірамід, які характеризують популяції з високою, помірною і малою чисельністю молодих особин; б – вікові піраміди лабораторних популяцій Microtus agrestis; в – експоненціальний ріст популяції в нелімітованому середовищі; г – народжуваність дорівнює смертності.
Популяційна динаміка — дослідження змін розміру популяцій, їх склад за віком та іншими ознаками, взаємодії між популяціями, та біологічних і екологічних процесів, що впливають на ці зміни.
Першою працею в галузі популяційної динаміки вважається робота Томаса Мальтуса, в якій було запостульовано закон Мальтуса або закон експоненційного росту розміру популяції. Швидкість (темп) зростання популяції зп оптимальними умовами, тобто зміна її розміру за певний проміжок часу, називається специфічною швидкістю росту.
Крім того, популяційна динаміка досліджує популяційні аспекти старіння та старіння населення.

 

Структура популяцій.

Екологічна структура популяції – це її стан на даний момент (кількість та густота особин, їх розміщення у просторі, співвідношення груп за статтю і віком, морфологічні, поведінкові й інші особливості). Структура популяції являє собою форми адаптації до умов її існування, є своєрідним віддзеркаленням природних сил, які на неї впливають. Нинішня структура тієї чи іншої популяції відбиває водночас як минуле, так і потенційне майбутнє угруповання.
Враховуючи надзвичайно складний характер структури популяцій, виділяють два підходи до її вивчення – описовий, або морфофізіологічний, і функціональний. Перший полягає у визначенні і порівнянні між собою різних локальних популяцій (сосна звичайна поліська, розточанська, лопатинська), а також у виділенні особин за статтю, віком та морфофізіологічними ознаками. Другий підхід охоплює ті елементи функціональної структури, які відіграють визначальну роль у перебігу популяційних процесів, зокрема, таких, як зміна чисельності особин або ж статей. Він спирається на ті пов'язані між собою елементи популяції, які разом з оточуючим середовищем творять механізми регуляції чисельності, прискорюючи або сповільнюючи її.
Перший і другий підходи тісно переплетені. Наприклад, ми відловили представників якогось виду, описали їх загальні властивості (розміри, характер покриву і т.п.), а потім визначили вік і статеву приналежність, тобто використали як перший, так і другий підходи.

 

Динаміка популяцій.

Популяційна динаміка — дослідження змін розміру популяцій, їх склад за віком та іншими ознаками, взаємодії між популяціями, та біологічних і екологічних процесів, що впливають на ці зміни.
Першою працею в галузі популяційної динаміки вважається робота Томаса Мальтуса, в якій було запостульовано закон Мальтуса або закон експоненційного росту розміру популяції. Швидкість (темп) зростання популяції зп оптимальними умовами, тобто зміна її розміру за певний проміжок часу, називається специфічною швидкістю росту.
Крім того, популяційна динаміка досліджує популяційні аспекти старіння та старіння населення.

 

 

Поняття про екологічну нішу

Екологічна ніша – ступінь біологічних спеціалізацій виду; описує взаємовідносини виду або популяції з екосистемою, та їхнє в ній розташування, термін показує «спосіб життся організму». Екологічна ніша (як поняття) описує також як організм, популяція або вид відповідають на особливості розподілу ресурсів та/або конкурентів (тобто, скажімо, збільшуючи свою чисельність при надлишку ресурсів та відносно малій кількості хижаків, паразитів та патогенних факторів) та як ці суб'єкти, в свою чергу, впливають на аналогічні фактори (тобто, обмежують життєві ресурси для інших організмів, виступають в ролі харчового ресурсу для хижаків, і хижаком — для інших видів)).

Різні параметри екологічної ніши представляють вплив різноманітних біотичних та абіотичних факторів. Ці фактори можуть включати в себе життєвий цикл організму, параметри його природного середовища, місце в харчовому ланцюзі та в харчовій піраміді, географічне розповсюдження, тощо. Відповідно до принципа Гаузе, або принципу витіснення, ніякі два види не можуть займати одну і ту ж екологічну нішу в тому самому середовищі впродовж тривалого часу. Різні види можуть займати однакові ніши, а один і той самий вид може займати різні екологічні ніши в географічно різних місцерозташуваннях. Так, наприклад, види, що населяють австралійські сухі рівнини (в основному великі сумчасті), займають однакову екологічну нішу з копитними, що населяють степи Євразії та прерії Північної Америки.

Вперше термін «ніша» запропонував Джозеф Грінелл у свої статті «Нішеві взаємовідносини у каліфорнійських пересмішників» у 1917 році. У 1927 році Чарльз Елтон дав перше концептуальне визначення данного поняття. Він казав, що еколог, називаючи певного виду тварину, повинен мати на увазі деяку концепцію розташування цієї тварини в угрупованні, до якого вона належить. У 1958 році Хатчінсон виразив думку, що в результаті тиску з боку (або взаємодії з) інших організмів види звичайно змушені займати білш вузьку нішу, ніж теоретично можлива; ця більш вузька ніша отримала назву «реалізована ніша». Реалізована ніша є такою, до якої даний організм найбільш адаптований.

Типи сукцесій

Існує безліч класифікацій сукцесій, за показниками, що можуть змінюватися в ході сукцесії:

за масштабом часу (швидкі, середні, повільні, дуже повільні),

за оборотністю (оборотні й необоротні),

за ступенем сталості процесу (постійні й непостійні),

за походженням (первинні й вторинні),

за тенденціями зміни продуктивності (прогресивні й регресивні),

за тенденцією зміни видового багатства (прогресивні й регресивні),

за антропогенністю (антропогенні й природні),

за характером змін, що відбуваються під час сукцесії (автотрофні й гетеротрофні).

Залежно від цілей дослідника, подібні класифікації можна будувати на будь-якій логічній підставі, а число їх можна збільшувати нескінченно.

За походженням сукцесії поділяють на первинні і вторинні.

Первинні сукцесії - це поява і розвиток рослинних угрупувань у місцеіснуваннях, де рослинності раніше не було (оселення лишайників на скельних породах або вищих рослин на піщаних узбережжях тощо). Вони відбуваються в декілька етапів:

- виникнення ділянок земної поверхні, незайнятої рослинністю;

- заселення цієї ділянки певними видами рослин;

- загострення конкретних взаємозв'язків між різними видами, внаслідок чого одні витискають інші;

- перетворення організмами середовища існування, зростання видового різноманіття, поступова стабілізація його умов і міжвидових взаємозв'язків.

Широко відомим прикладом первинної сукцесії є заселення застиглої лави після виверження вулкана або схилу після сходу лавини, що знищила весь профіль ґрунту. Зараз подібні явища рідкі, але кожна ділянка суші в якийсь час пройшла через первинну сукцесію.

Первинні сукцесії розвиваються паралельно із ґрунтоутворенням під впливом постійного потрапляння ззовні насіння, відмирання нестійких до екстремальних умов сіянців і лише з певного часу — під впливом міжвидової конкуренції. Розвиток того чи іншого серійного угруповання і його зміна обумовлені в основному вмістом азоту в ґрунті й ступенем руйнування його мінеральної частини.

Вторинні сукцесії - це відновлення природної рослинності після певних порушень, наприклад, відновлення лісів після пожеж. Як приклад вторинної сукцесії зазвичай наводять ялиновий ліс, знищений пожежею. На займаній ним раніше території зберігся ґрунт і насіння. Трав'яне угрупування утвориться вже на наступний рік. Далі можливі варіанти: у вологому кліматі домінує ситник, потім він змінюється малиною, вона — осикою; у сухому кліматі переважає війник, що змінюється шипшиною, а шипшина — березою.

Землі, земельні ресурси

Земе́льні ресу́рси — частина земельного фонду, що використовується або може бути використана у народному господарстві.

Земельні ресурси — сукупний природний ресурс поверхні суші як просторового базису розселення і господарської діяльності, основний засіб виробництва в сільському та лісовому господарстві.

Водні ресурси

Вода, Н2O — прозора рідина без запаху, смаку і кольору.Вода — одна із найголовніших речовин, потрібних для органічного життя. Рослини та тварини містять понад 60% води за масою. На Землі водою покрито 70.9% поверхні. Вода здійснює у природі постійний кругообіг, випаровуючись з поверхні й повертаючись на неї у вигляді опадів. Вода має велике значення для економіки: сільського господарства й промисловості. Питна вода складає тільки 2,5% від загальної кількості. Нестача води може стати однією з найважчих проблем людства в найближчі десятиліття.

Тваринний світ

Фа́уна (новолат. fauna, від лат. Fauna — богиня лісів і полів, покровителька стад тварин) — історично сформована сукупність видів тварин, що живуть в певній області і входять до всіх її біогеоценозів

Рослинний світ

Фло́ра (лат. flora — на ім'я богині Флори, лат. flos, floris — квітка) — сукупність усіх видів рослин, що ростуть на будь-якій території або що росли на ній в минулі геологічні епохи.

Вплив на літосферу.

Вар.1

1. використання мін. ресурсів. (буд. мат., паливо, сировина для хім. пром., продукти споживання)

2. використання педосфери.(виснаження грунтів, вторинне засолення,підтоплення, висушення, забруднення). виділити пестициди.

Вар. 2

Забруднення ґрунтів

а) механічне – забруднення ґрунтів крупно уламкових матеріалом у вигляді будівельного сміття, битого скла, кераміки і інших відходів (негативний вплив на механічні властивості ґрунтів)

б) хіміче – проникнення речовин, що змінюють природну концентрацію хімічних елементів до рівня, що перевищує, в результаті чого змінюються фізико–хімічні властивості ґрунтів (найбільш розповсюджене і небезпечне). – відвали гірських порід, викиди нафти, стоки рудничних, промислових і побутових відходів.

в) біологічне – пов’язане з проникненням в ґрунт і розмноженням в ній небезпечних для людини організмів.

За величиною зон та рівнем забруднення ґрунтів поділяється на фонове, локальне, регіональне, глобальне. Фоновим вважається такий вміст забруднюючих речовин в ґрунті, кот­рий відповідає або близький до його природного складу. Локальним вважається забруднення ґрунту поблизу одного або сукуп­ності декількох джерел забруднення. Регіональним є таке забруднення ґрунту, котре виникає внаслідок пере­носу забруднюючих речовин на віддаль не більше 40 км від техногенних та більше 10 км від сільськогосподарських джерел забруднення. Глобальними називають забруднення ґрунту, котрі виникають внаслідок дальнього переносу забруднюючої речовини на віддаль більше 1000 км від будь-яких джерел забруднення.

За ступенем забруднення ґрунти поділяються на сильнозабруднені, середньозабруднені, слабкозабруднені. У сильнозабруднених грунтах кількість забруднюючих речовин в декілька разів перевищує ГДК. Вони мають низьку біологічну продуктивність та істотні зміни фізико-хімічних, хімічних та біологічних характеристик, внаслідок чого вміст хімічних речовин у вирощуваних культурах перевищує норми. У середньозабруднених ґрунтах перевищення ГДК незначне, що не при­зводить до помітних змін його властивостей. У слабкозабруднених ґрунтах вміст хімічних речовин не перевищує ГДК, але перевищує фон.

 

Вплив людини на гідросферу.

Проблеми, пов’язані з гідросферою, зумовлені браком прісної води для потреб людства, її за