Тема 4. Экосистема – основа окружающей среды

Тема 4. Экосистема – основа окружающей среды

 

План изучения темы:

1. Экология как научная дисциплина.
2. Биотическая структура экосистем.
3. Экологические факторы.
4. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы.
5. Абиотические факторы среды обитания.
6. Биотические отношения и роль видов в экосистеме.

 

 

1.1. Экология как научная дисциплина

С момента появления человека познание природы было одним из необходимых условий его выживания.

Связь первобытного человека с природой во многом была теснее и глубже, чем у его цивилизованных потомков. Древнему человеку, чтобы выжить, необходимо было не просто различать виды животных и растений, но и достаточно хорошо представлять себе, где водится и как себя ведет тот или иной зверь или птица, какие части тела являются у животного наиболее уязвимыми, где растут и когда плодоносят определенные травы, деревья и кустарники. Впрочем, на первом этапе представления человека об окружающем мире живого принципиально не отличались от знаний любого другого всеядного млекопитающего о животных, растениях и грибах. Однако, постепенно, человек начинает выделяться из общего ряда животных, взаимодействие человека и природы приобретает все более трагические черты.

Человечество постепенно накапливало экологические знания. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100-150 тыс. лет назад. Хорошо знали первые земледельцы о зависимости растений от внешних условий 10-15 тыс. лет назад. Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли 5 тысячелетий назад в древнем Египте, древнем Китае, Индии. Применяли севооборот и в древней Руси. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке.

Как видим, жизнь человека с давних времен неотделима от природной среды, своеобразного дома, в котором он обитает. Слово "экология" образовано из двух греческих слов: "oеcos", что означает «дом, жилище, местопребывание, обиталище» и "logos" – «наука» и дословно переводится как наука о доме, местообитании, что может быть сопоставимо со значением «ведение домашнего хозяйства».

Ввел в науку этот термин немецкий зоолог Эрнст Геккель в 1886 году в книге «Всеобщая морфология организмов», для обозначения взаимосвязи организмов, как с живой, так и с неживой природой.

Значение термина «экология» с течением времени менялось. Так, в начале XX в., экология понималась как часть зоологии и ни в коей мере не претендовала на науку, обобщающую всю сумму биологических знаний. В словаре Брокгауза и Ефрона (1904), например, этот термин трактовался следующим образом: «Экология, или ойкология – часть зоологии, обнимающая собой сведения касательно жилищ животных, т.е. нор, гнезд, логовищ и т. п…».

Со временем экологические знания накапливались и углублялись. В первой половине и в середине ХХ века развитие экологии в России было связано с такими именами, как: Б.Г. Иоганзен, М.С. Гиляров, Г.А. Викторов, В.Н. Беклемишев, С.С. Шварц, П.Д. Ярошенко, Г.И. Поплавская, А.П. Шенников, В.Г. Карпов, Т.А. Работнов, Л.Г. Раменский, Т.К. Горышина, В.Д. Александрова, Б.А. Тихомиров, В.И. Василевич, Л.Е. Родин, В.Б. Сочава и др. Из зарубежных ученых ХХ столетия следует выделить: А. Пирс, Ч. Элтон, В. Шелфорд, В. Мак-Дуголл, Ф. Клементс, Ю. Одум, Э. Пианка, Р. Риклефс, Ф. Рамада и др. Многие из перечисленных исследователей являются авторами монографий, учебников и учебных пособий.

Можно сказать, что экология стала самостоятель­ной наукой сравнительно недавно, когда в 70-е годы прошлого века всерьез загово­рили об экологическом кризисе. До того она оставалась ря­довым разделом общей биологии. Становлению экологии, как фундаментальной научной дисциплины, содействовал ряд объек­тивных причин:

1. глобальные изменения окружающей среды, обусловленные

- ростом численности населения,

- материальным и физическим загрязнением окружающей среды,

- состоянием обманчивого благополучия,

-новыми успехами в технике и технологии;

1. выдвижение на первый план взаимоотношений человека с окружающей средой;
2. успехи естествознания;
3. методологические особенности экологии, позволившие
   ей выйти за рамки отдельного раздела биологии. Этому, прежде всего, способствовало появление предмета исследования - взаимоотношений человека с окружающей средой.

Если ранее термин "экология" употребляли лишь ученые, то сегодня каждый знает это слово. Об "экологии", "экологическом кризисе", "экологических проблемах" часто можно услышать не только в СМИ, но и повседневной жизни, что подчас приводит к искажению ее истинного смысла и значения. Распространенной ошибкой стало сведение предмета экологии как науки к предмету охраны природы. Современная экология выполняет функции гораздо более широкие. Основными задачами экологии являются:

• исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы;
• создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов;
• прогнозирование изменений в природе, возникающих под влиянием хозяйственной деятельности человека;
• определение допустимых пределов воздействия человека на окружающую среду;
• сохранение среды обитания живых организмов, в том числе и человека;
• разработка рекомендаций путей развития человеческого общества.

 

На сегодняшний день существуют различные мне­ния относительно экологии как науки и, соот­ветственно, решаемых ею задач. Некоторые характерные представления можно систематизировать и выявить различия в представлениях об экологии, как научной дисциплине. Выполните задание 1 к данному разделу из блока «Самостоятельная работа».

Экология - также междисциплинарное системное научное направление. Возникнув на почве биологии, оно включает в себя концепции, технологии математики, физики, химии. Но экология и гуманитарная наука, поскольку от поведения человека, его культуры во многом зависит судьба биосферы, а вместе с ней и человеческой цивилизации.

В условиях увеличения производства и роста численности населения Земли становится все труднее сохранять уникальность природных объектов. Человек должен найти разумное сочетание растущего воздействия на природу с заботой о ней. Каким образом можно достичь этого? Познание процессов, протекающих в живой природе, поможет нам в выполнении этой важной задачи.

В настоящее время экология не только наука, но и подход, мировоззрение. Основная задача состоит в том, чтобы выработать экологическое мышле­ние у будущих специалистов, включая педагогов, когда экологические цели становятся базисными и их достижение обусловливает достижение всех остальных целей. Исходя из этого, экология призва­на решить совокупность проблем, связанных с взаимо­действием природы и общества.

 

Экологические факторы

Любой организм в природе испытывает на себе воздействие самых разнообразных компонентов внешней среды. Любые свойства или компоненты окружающей среды, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами.

Классификация экологических факторов. Факторы среды (экологические факторы) разнообразны, имеют разную природу и специфику действия. Выделяют следующие группы экологических факторов:

1. Абиотические (факторы неживой природы):

а) климатические - условия освещенности, температурный режим и т. п.;

б) эдафические (местные) - водоснабжение, тип почвы, рельеф местности;

в) орографические - воздушные (ветер) и водные течения.

2. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга.

3. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, приводящие к изменению среды обитания других видов или непосредственно сказывающиеся на их жизни. Воздействие этой группы экологических факторов стремительно возрастает из года в год.

Виды воздействия экологических факторов на организмы. Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода. Они могут являться:

• раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных (адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка, фотопериодизм);
• ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за невозможности существования в данных условиях;
• модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения организмов; сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.

 

Тема 4. Экосистема – основа окружающей среды

 

План изучения темы:

1. Экология как научная дисциплина.
2. Биотическая структура экосистем.
3. Экологические факторы.
4. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы.
5. Абиотические факторы среды обитания.
6. Биотические отношения и роль видов в экосистеме.

 

 

1.1. Экология как научная дисциплина

С момента появления человека познание природы было одним из необходимых условий его выживания.

Связь первобытного человека с природой во многом была теснее и глубже, чем у его цивилизованных потомков. Древнему человеку, чтобы выжить, необходимо было не просто различать виды животных и растений, но и достаточно хорошо представлять себе, где водится и как себя ведет тот или иной зверь или птица, какие части тела являются у животного наиболее уязвимыми, где растут и когда плодоносят определенные травы, деревья и кустарники. Впрочем, на первом этапе представления человека об окружающем мире живого принципиально не отличались от знаний любого другого всеядного млекопитающего о животных, растениях и грибах. Однако, постепенно, человек начинает выделяться из общего ряда животных, взаимодействие человека и природы приобретает все более трагические черты.

Человечество постепенно накапливало экологические знания. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100-150 тыс. лет назад. Хорошо знали первые земледельцы о зависимости растений от внешних условий 10-15 тыс. лет назад. Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли 5 тысячелетий назад в древнем Египте, древнем Китае, Индии. Применяли севооборот и в древней Руси. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке.

Как видим, жизнь человека с давних времен неотделима от природной среды, своеобразного дома, в котором он обитает. Слово "экология" образовано из двух греческих слов: "oеcos", что означает «дом, жилище, местопребывание, обиталище» и "logos" – «наука» и дословно переводится как наука о доме, местообитании, что может быть сопоставимо со значением «ведение домашнего хозяйства».

Ввел в науку этот термин немецкий зоолог Эрнст Геккель в 1886 году в книге «Всеобщая морфология организмов», для обозначения взаимосвязи организмов, как с живой, так и с неживой природой.

Значение термина «экология» с течением времени менялось. Так, в начале XX в., экология понималась как часть зоологии и ни в коей мере не претендовала на науку, обобщающую всю сумму биологических знаний. В словаре Брокгауза и Ефрона (1904), например, этот термин трактовался следующим образом: «Экология, или ойкология – часть зоологии, обнимающая собой сведения касательно жилищ животных, т.е. нор, гнезд, логовищ и т. п…».

Со временем экологические знания накапливались и углублялись. В первой половине и в середине ХХ века развитие экологии в России было связано с такими именами, как: Б.Г. Иоганзен, М.С. Гиляров, Г.А. Викторов, В.Н. Беклемишев, С.С. Шварц, П.Д. Ярошенко, Г.И. Поплавская, А.П. Шенников, В.Г. Карпов, Т.А. Работнов, Л.Г. Раменский, Т.К. Горышина, В.Д. Александрова, Б.А. Тихомиров, В.И. Василевич, Л.Е. Родин, В.Б. Сочава и др. Из зарубежных ученых ХХ столетия следует выделить: А. Пирс, Ч. Элтон, В. Шелфорд, В. Мак-Дуголл, Ф. Клементс, Ю. Одум, Э. Пианка, Р. Риклефс, Ф. Рамада и др. Многие из перечисленных исследователей являются авторами монографий, учебников и учебных пособий.

Можно сказать, что экология стала самостоятель­ной наукой сравнительно недавно, когда в 70-е годы прошлого века всерьез загово­рили об экологическом кризисе. До того она оставалась ря­довым разделом общей биологии. Становлению экологии, как фундаментальной научной дисциплины, содействовал ряд объек­тивных причин:

1. глобальные изменения окружающей среды, обусловленные

- ростом численности населения,

- материальным и физическим загрязнением окружающей среды,

- состоянием обманчивого благополучия,

-новыми успехами в технике и технологии;

1. выдвижение на первый план взаимоотношений человека с окружающей средой;
2. успехи естествознания;
3. методологические особенности экологии, позволившие
   ей выйти за рамки отдельного раздела биологии. Этому, прежде всего, способствовало появление предмета исследования - взаимоотношений человека с окружающей средой.

Если ранее термин "экология" употребляли лишь ученые, то сегодня каждый знает это слово. Об "экологии", "экологическом кризисе", "экологических проблемах" часто можно услышать не только в СМИ, но и повседневной жизни, что подчас приводит к искажению ее истинного смысла и значения. Распространенной ошибкой стало сведение предмета экологии как науки к предмету охраны природы. Современная экология выполняет функции гораздо более широкие. Основными задачами экологии являются:

• исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы;
• создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов;
• прогнозирование изменений в природе, возникающих под влиянием хозяйственной деятельности человека;
• определение допустимых пределов воздействия человека на окружающую среду;
• сохранение среды обитания живых организмов, в том числе и человека;
• разработка рекомендаций путей развития человеческого общества.

 

На сегодняшний день существуют различные мне­ния относительно экологии как науки и, соот­ветственно, решаемых ею задач. Некоторые характерные представления можно систематизировать и выявить различия в представлениях об экологии, как научной дисциплине. Выполните задание 1 к данному разделу из блока «Самостоятельная работа».

Экология - также междисциплинарное системное научное направление. Возникнув на почве биологии, оно включает в себя концепции, технологии математики, физики, химии. Но экология и гуманитарная наука, поскольку от поведения человека, его культуры во многом зависит судьба биосферы, а вместе с ней и человеческой цивилизации.

В условиях увеличения производства и роста численности населения Земли становится все труднее сохранять уникальность природных объектов. Человек должен найти разумное сочетание растущего воздействия на природу с заботой о ней. Каким образом можно достичь этого? Познание процессов, протекающих в живой природе, поможет нам в выполнении этой важной задачи.

В настоящее время экология не только наука, но и подход, мировоззрение. Основная задача состоит в том, чтобы выработать экологическое мышле­ние у будущих специалистов, включая педагогов, когда экологические цели становятся базисными и их достижение обусловливает достижение всех остальных целей. Исходя из этого, экология призва­на решить совокупность проблем, связанных с взаимо­действием природы и общества.