Тарау жалпы экология негіздері

Кіріспе

Жер планетасында бірінші адам пайда болған мезеттен бастап, ол үнемі және үздіксіз қоршаған ортамен және оның құраушыларымен өзара байланыста болады. Адам өркениеті қаншалықты дамыса, соншалықты қоршаған ортаға әсерін тигізуде, соншалықты қарқынды және кең ауқымда Жердегі табиғи ресурстарды пайдалануда.

Табиғатпен өзара байланыс адам тіршілік әрекетінің айрылмас бөлігі болып табылады. Адамдарға азық-түлік, жаңа заттар, киімдер, тұрғылықты мекен, өнеркәсіптік кәсіпорындарға шикізат пен материалдар, құрылғылар мен техникалар қажет. Мұның барлығын бізді қоршаған табиғи ортаға әсерін тигізбей және оның ресурстарын пайдаланбай іске асыру мүмкін емес. Қоршаған табиғи ортаға шамадан тыс әсер ету оның ластануына, табиғи ресурстарды пайдалану олардың сарқылуына әкеліп соғады. Ол өз ретінде экономикада, техникада дағдарысқа ұшыратады, әлеуметтік дүрлігуге, ауқымды экологиялық дағдарысқа әкеліп соғады.

Мұның барлығынан қалайша сақтануға болады? Қалыптасқан жағдайдан шығу жолы қоршаған ортаны қорғау мен табиғатты ұтымды пайдалану болып табылады.

Табиғатқа деген жаңа пікірдің қалыптасуында, қоғамның инсдустриалдық дамуынан кейінгі мәселелерінің өзекті аспектілерінің бірі болып табылатын қоршаған табиғи ортаның жағдайына нақты баға беру және оны жақсарту, қорғау, табиғи ресурстарды қайта қалпына келтіруді зерделейтін «Экология және тұрақты даму» пәнінің маңызы зор.

«Экология және тұрақты даму» оқу құралы экологияға, оның негізгі бөлімдеріне қатысты сұрақтарды, тұрақты даму түсінігін және оның концепциясын, сонымен қатар қоршаған ортаны қорғауға қатысты сұрақтарды ашып түсіндіретін материалдардан құралған.

Оқу құралы «Экология және тұрақты даму» пәні бойынша оқу бағдарламасының талаптарына сәйкес құрастырылған дәрістер конспектісі болып табылады.

Оқу құралының жеке бөлімдері экология түсінігін, оның негізгі бөлімдерін (аутоэкология, демэкология, синэкология); тұрақты даму түсінігін және оның концепциясын; қоршаған ортаны қорғау тәсілдерін, әдістерін және міндеттерін қарастыруға арналған. Сонымен қатар оқу құралында өздік бақылауға арналған сұрақтар, ұсынылатын әдебиеттер тізімі берілген.

Оқу құралы экология, тұрақты даму, қоршаған ортаны қорғау сұрақтарын зерделеумен айналысатын магистранттарға, оқытушыларға, жоғары оқу орнының студенттеріне арналған.

Осы оқу құралын сәтті меңгеру және оның барысында сәйкес білім мен ілімдерді алу мамандардың кәсіби дайындығының деңгейін арттыруға көмектесіп, оларға әрі қарай өздерінің басқармашылық және өндірістік қызметін тұрақты даму және экологиялық қауіпсіздік стратегияларының тұрғысында іске асыруға мүмкіндік береді.

§1 Экологияға кіріспе

1.1 Экология ұғымы. Оның даму тарихы

Экология – бұл әр түрлі деңгейлі жүйелердің: популяцияның, түрлердің, биоценоздардың, экожүйенің және биосфераның ұйымдастырылуын және жұмыс істеуін зерделейтін ғылым. Көбінесе экологияны өз араларындағы тірі организмдердің және қоршаған ортаның өзара қатынастары туралы ғылым ретінде анықтайды. Сонымен тірі организмдерге адам ғана емес, табиғаттың барлық қалған тірі өкілдері: жануарлар, өсімдіктер, қарапайым организмдер жатады. Қоршаған орта деп бүкіл әлемді түсінуге болады. Сондай-ақ қазіргі экология адам мен табиғаттың өзара әрекеттесуін зерделейді. Экология ғылым ретінде 1868 жылы пайда болды, экологияның анықтамасын ғылымға алғаш рет Э. Геккель енгізді: «Бұл табиғат экономикасын тану, бір-бірімен қатынаста болатын жануарлар мен өсімдіктердің антагонистік және антагонистік емес өзара қатынастарын қосқанда, тірі атаулының ортаның органикалық және органикалық емес компоненттерімен барлық өзара қатынастарын бір мезгілде зерттеу». Бастапқыда ол тірі организмдер мен табиғаттың өзара байланысы туралы ғылым болған, ал қазіргі уақытта экология көп компонентті тірі жүйелердің (биологиялық түр және социум ретінде адамды қосқанда) ортаның табиғи және жасанды факторларымен өзара әрекеттесуі туралы білімдердің пәнаралық саласы болды. Экологияның негізгі тақырыбы қоғам мен табиғат арасындағы өзара қатынастар, әлемдік экология-экономикалық жүйе, оның экономикалық және экологиялық қосалқы жүйелері арасындағы материалдық баланстар болып табылады.

1.2 Экология бөлімдері

Экология жалпы және жеке болып бөлінеді. Жалпы экология биосфера-дағы әр түрлі жүйелер мен қауымдастықтардың ұйымдастырылуы мен жұмыс істеуінің принциптері мен сипаттамаларын зерделейді. Жеке экология белгілі рангты нақты топтарды зерделеумен айналысады: адам, қалалар, жануарлар және т.б. экологиясы. Экологияның басқа түрлерін де ажыратады.

Факторлық (немесе ауто-) экология түр өкілдерінің қоршаған ортамен өзара қатынастарын зерделейді және экологиялық факторлар жиынтығының тірі организмдерге әсерін зерттейді.

Популяциялық экология (немесе демэкология) популяциялардың кеңістіктік құрылымын, олардың генетикалық құрамын, сан динамикасын, әр түрлі жас ерекшеліктерінің ара қатынасын және т.б. зерделейді.

Биогеоценология (немесе синэкология) экожүйелердің, биоценоздардың және биогеоценоздардың құрылымын және әр түрлі параметрлерін зерделейді. Сіз экологияның берілген бөлімдерімен төменде танысасыз.

Экологияның «жаһандық экология» сияқты бөлімі салыстырмалы түрде жуырда пайда болды. Ол экологиялық процестерді және биосфераның жаһандық деңгейде дамуының қазіргі бағыттарын қарастырады; адамдардың барлық қауымдастығының тірі қалуы, Homo sapiens түрі популяциясының және қазіргі өркениеттің сақталуы үшін маңызы бар әсерлерді зерделейді.

Экологияның негізгі бөлімдерге бөлінуі 1.1-суретте бейнеленген.

1.1-сурет – Экология және оның негізгі бөлімдері

Геоэкология организмдердің және олардың географиялық тиесілілігі көзқарасынан мекендеу ортасының өзара қатынастарын зерделейді. Оған орталар экологиясы (әуелік, жер бетіндегі, топырақтық, теңіздік және т.с.с.), табиғи-климаттық аймақтар экологиясы (тундралар, тайгалар, далалар, шөл жерлер және т.с.с.), географиялық облыстардың, аймақтардың, елдердің, континенттердің экологиялық сипаттамасы кіреді.

Адам экологиясы – жеке организм және жеке тұлға ретінде адамның оны қоршаған табиғи және әлеуметтік ортамен өзара әрекеттесуін зерттейтін пәндер кешені.

Қолданбалы экология – адам қызметінің және адамзат қоғамы мен табиғат арасындағы өзара қатынастардың әр түрлі облыстарымен байланысқан пәндердің үлкен кешені. Ол экономиканың экологиялық критерийлерін құрай-ды, табиғатқа және қоршаған ортаға антропогенді әсер ету механизмдерін зерттейді, оның сапасын бақылайды, табиғи ресурстарды пайдалану норматив-терін негіздейді, шаруашылық қызметтің экологиялық регламенттелуін және көптеген басқаларды жүзеге асырады.

1.3 Экологияның басқа ғылымдармен байланысы

Қазіргі экология дербес ғылыми пән ретінде көптеген ғылыми бағыттар тоғысында пайда болды және биологиялық, техникалық, экономикалық, эстетикалық және басқа бағыттарды, адамның (қоғамның) басқа организмдер-мен және табиғаттың тірі емес элементтерімен өзара қатынастары мен өзара байланыстарын зерделейтін ғылымға айналды, «қоғам - табиғат» жүйесіндегі қатынастарды оңтайландыруға мүмкіндік туғызады.

Экология синтетикалық ғылым болып табылады. Аутоэкология, демэко-логия, синэкология биология, ботаника, зоология, география, климатология және т.б. сияқты ғылымдармен тығыз байланысқан. Әлеуметтік экология тарих, антропология, әлеуметтану, медицина, демография сияқты ғылымдарсыз зерделене алмайды. Қолданбалы экология техникалық және технологиялық ғылымдар салаларын, сондай-ақ экономика, табиғатты пайдалану, құқықтану, химия, физика мәселелерін қозғайды. Жаһандық экология саясаттанумен, әлемдік экономикамен және басқа ғылымдармен тығыз байланысқан.

1.4 Экологияның практикалық маңызы

Дербес ғылыми пән ретінде қазіргі экологияның басты міндеті оның әр түрлі бөлімдерін және орасан көп нақтылы материалды шоғырлау, оларды табиғат пен адамзат қоғамының өзара қатынастарының барлық жақтарын көрсететін жүйеге келтіру болып табылады. Бұл қазіргі заманғы экология проблемаларын түсіну және оларды шешу жолдарын іздеу, адамдар мен табиғат қауымдастығының тұрақты дамуын қамтамасыз ету үшін қажет.

Экологияның келесі практикалық маңызы бар:

1. Табиғат және оның ресурстары жағдайының диагностикасы, тірі табиғаттың антропогенді жүктемеге қатысты төзімділігінің шегін анықтау;

2. Адамзаттың экономикалық және әлеуметтік дамуының сценарийлері әр түрлі болғанда биосфера және адамды қоршаған ортаның жағдайы өзгерістерінің болжамдарын әзірлеу;

3. Қоғамның экологиялық бағдарланған әлеуметтік-экономикалық дамуын оңтайландыру - таңдау критерийлерін жасап шығару;

4. Ортаға бейімделу механизмдерін зерделеу. Қазіргі жағдайларда оның экстремалды жағдайлары бар (шөл, қуаң, полюстік және т.б.) аумақтардың игерілуіне байланысты маңызы бар. Адам экологиясы экстремалды жағдайлары бар аймақтарды қосқанда, Жердің әр түрлі бөліктерінде ең жақсы жағдайларды жасау проблемаларымен мақсатқа бағытталған түрде айналысуы тиіс.

5. Популяциялар санын реттеу. Өсімдіктер мен жануарлардың, сондай-ақ микроорганизмдердің өмір сүру шарттарын зерделеу негізінде малдардың, өсімдіктердің саны мен түрлерін реттеуге, ауыл шаруашылығы өсімдіктерінің және жанауарлардың зиянкестерімен, ауру тасымалдағыштармен және т.б. күресті ұйымдастыруға болады.

6. Өнімдік процесті басқару. Бұл проблемаға қоректік деңгейлер жүйесіндегі (фотосинтезді басқару, топырақтың құнарлылығын арттыру, егісті ұтымды орналастыру және т.б.) энергетикалық ағынның сандық сипаттамалары кіреді. Бұл өсімдіктер мен малдың жергілікті жағдайларға басқаларынан жақсы бейімделген және аса көп шығымдылық пен өнімділікті беретін түрлерін өсірудің ғылыми негізделген жүйелерін әзірлеуге мүмкіндік береді.

7. Экологиялық индикация – адамның табиғи ортаға әсерінің ауқымда-рын анықтау және салдарын болжау. Әдетте табиғи жағдайларда биологиялық көрсеткіштер ретінде бір түрдегі дарақтар тобы немесе биотикалық қауымдас-тық болады, олардың бар болуы немесе күйі, сондай-ақ тәртібі туралы ортадағы өзгерістер туралы, соның ішінде ластандырғыштардың бар болуы және шоғыр-лануы туралы айтады. Сондай-ақ физикалық құбылыстар және химиялық заттар көрсеткіштер болуы мүмкін, олардың бар болуы, саны немесе күйінің өзгеруі (бояуының, түсінің өзгеруі) қоршаған орта қасиеттерінің сипатын немесе өзгеруін көрсетеді.

8. Мониторинг – динамикадағы қоршаған ортаның параметрлерін қайта, мақсатқа бағытталған түрде бақылау жүйесі. Берілген бақылау негізінде деректері табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану және табиғи ортаны қорғау бойынша ұсыныстар беріледі.

Экология ортаны қорғау және табиғатты қорғау шаралары мен әрекет-терін кешенді негіздеуге бағытталған. Сонымен бірге табиғатты қорғау және қоршаған ортаны қорғау сияқты ұғымдарды шатыстыруға болмайды. Соңғысы қазіргі заманғы адамға қатысты қолданылады, себебі оның ортасында көптеген жасанды құрылған, табиғи емес құрауыштар бар. Берілген жағдайда да адамның қауіпсіздігі және қажеттіліктері туралы сөз болып отыр.

Табиғатты қорғау биологиялық процестердің жұмыс істеуін, биологиялық алуан түрлілікті, табиғи экологиялық жүйелердің сақталуын қамтамасыз етуі тиіс.

1.5 Экология әдістері

Жоғарыда аталған міндеттерді шешу кезінде экология жүйелі амалды, табиғи бақылауларды, эксперименттік жұмыстарды және модельдеуді пайдаланады.

Экология әдістерін бірнеше топқа біріктіруге болады.

1. Ортаның жағдайын тіркеу және бағалау әдісі – метеорологиялық бақылаулар; жарық түсірілгендікті, радиациялық аяны, физикалық өрістердің кернеулілігін өлшеу; судың температурасын, тұнықтығын, тұздылығын және химиялық құрамын; топырақ ортасының сипаттамаларын анықтау және т.с.с. Оған мониторингті, биомониторингті және биоиндикацияны жатқызуға болады.

2. организмдерді сандық есепке алу әдістері және биомассаны және өсімдіктер мен жануарлардың өнімділігін бағалау әдістері, популяциялар санының динамикасын зерделеу.

3. Орта факторларының организмдердің тіршілік әрекетіне әсерін зерттеу, соның ішінде экожүйелердің тұрақтылығын анықтау және организм-дердің әр түрлі жағдайларға бейімделуін зерделеу.

4. Көп түрлі қауымдастықтардағы организмдер арасындағы өзара қатынастарды зерделеу әдістері.

5. Математикалық модельдеу әдістері, соның ішінде имитациялық модельдеудің сандық әдістері, сценарийлер нұсқаларын қарастыруға және ғаламдық дамудың негізделген болжамдарын құруға мүмкіндік беретін ғаламдық модельдеу.

1.6 Ғаламдық экологиялық проблемалар

Негізгі экологиялық проблемалардың арасында келесілерді атап көрсетуге болады:

1. табиғи қауымдастықтардың бұзылуы, олардың құлдилауы, биология-лық алуан түрліліктің азаюы, энергия мен заттың табиғи ағындарының бұзылуы;

2. адамның олардың табиғи жаңғыру қарқындарының жоғарылауымен ауыспалы жылдамдыққа жеткен жаңартылатын табиғи ресурстарды (топырақ, өсімдіктер, тұщы су) тұтынуы және қолданылудан қалдыруы;

3. күрделі экономикалық проблемаларды тудыратын жаңартылмайтын ресурстар қорларының қысқаруы;

4. қоршаған ортаның халықтың денсаулығына қауіп төндіретін, қолайсыз геоклиматтық өзгерістерді, экожүйелердің құлдилауын тудыратын қалдықтармен ластануы;

5. экологиялық қаупі, экологиялық ауыртпалығы және экономикалық шығындары жоғары аймақтардың пайда болуына әкелетін ландшафттардың антропогенді түрленуі;

6. мутагенезге және жаңа биологиялық түрлердің пайда болуына әкелетін ортаның химиялық және радиациялық ластануы.

1.7 Тұрақты даму ұғымы

XX ғасырдың екінші жартысынан бастап өнеркәсіптік өндірістің ілгерілеп өсуіне және табиғи ресурстардың меңгерілуіне байланысты адамдар экологиялық проблемаларды шешу мәселелері көп толғандыра бастады.

XX ғасырдың 80-ші жылдарының аяғында «тұрақты даму» термині кеңінен таралды, онымен бүкіл планетада бейбітшілікті сақтауға, қазір өмір сүріп жатқан және болашақ ұрпақтың өмір сүру сапасын бір мезгілде жақсарту кезінде адамдардың қажеттіліктерін орынды қанағаттандыруға, планета ресурстарын ұқыпты пайдалануға және табиғи ортаны сақтауға бағытталған, әлеуметтік-экономикалық және экологиялық даму белгіленді.

Берілген анықтамадан көрініп тұрғандай, ғылым ретінде экологияға Тұрақты даму тұжырымдамасын іске асыруда негіз құрайтын роль, атап айтқанда адамзат пен табиғаттың қатынастарын экологияландыру және үндестіру, табиғатты пайдалануды оңтайландыру, табиғи ресурстарды сақтау және ұтымды пайдалану, адам өмірінің сапасын жақсарту міндеттерін шешу бөлінеді.

§2 Дарақ экологиясы – аутоэкология

Жоғары берілген материалдан шығатындай, аутоэкология түр өкілдерінің қоршаған ортамен өзара қатынастарын зерделейді және экологиялық факторлар жиынтығының тірі организмдерге әсерін зерттейді. Алдымен организм, тірі жүйелерді ұйымдастыру деңгейлері сияқты ұғымдарды қарастырамыз.

2.1 Организм, оның мекендеу жағдайлары. Тірі жүйелерді ұйымдастыру деңгейлері

Экология объектілерінің спектрі биологиялық ұйымдастыру деңгейлері-нің үлкен бөлігін қамтиды және жеке дарақтан биосфераға дейін созылады. Әдетте организмдік, популяциялық, экожүйелік және биосфералық деңгейлер (1.2-сурет).

1.2-сурет – Тірі организмдерді ұйымдастыру деңгейлері

Экологияның қарапайым объектісі белгілі популяцияға жататын және табиғи орта жағдайларында бақыланатын тірі организм болып табылады. Анағұрлым жиі жағдайларда экологиялық зерттеу объектісі дарақтар тобы, популяция, екі немесе бірнеше өзара әрекеттесетін түрлердің өкілдері немесе өзгеретін табиғи ортадағы көп түрлі қауымдастық болады. Популяция мүшелерінің жиынтығы экологиялық жүйе аралығында төменгі немесе қарапайым ішкі жүйені құрайды. Қоректену типі бойынша ұқсас әр түрлер популяцияларының жиынтығы келесі, аралық ішкі жүйені - ассоциацияны, бір типті қауымдастықты құрайды. Әр түрлі қоректік топтамалар организмдерінің жиынтығы толық экологиялық жүйенің құрылымдық ансамблін аяқтайды. Экожүйе деңгейінде заттардың тұрақты айналымы және организмдер қауым-дастығының жалпы ортасының құрылуы жалғасады. Иерархияның жоғары деңгейін экологиялық және экология-экономикалық жүйелердің жиынтығы ретінде биосфера алады.

Тірі организмдер табиғи қоршаған ортаны мекендейді және оларға әр түрлі экологиялық факторлар әрекет етеді.

2.2 Экологиялық факторлар және олардың жіктелуі

Экологиялық факторлар – бұл экожүйенің және оның сыртқы ортасы компоненттерінің берілген популяция дарақтарына, сондай-ақ олардың бір-бірімен және басқа популяциялар дарақтарымен қатынастарының сипатына тікелей әсер ететін қасиеттері.

Экологиялық факторларды бірнеше критерий бойынша жіктейді (1.3-сурет).

1. Оларды сыртқы (экзогенді) және ішкі (эндогенді) деп бөледі. Сыртқы факторлар күн радиациясы, атмосфералық қысым, ауаның температура және ылғалдылығы, жел, су ағысының жылдамдығы болып табылады. Ішкі факторларға популяциялардың саны, тығыздығы және құрылымы, қорек және оның қол жетерлігі, экожүйелік айналымға қатысатын заттардың шоғырлануы болып табылады.

2. Экологиялық факторларды сондай-ақ императивті (тіршілік ету шарттары – қорек, су, жылу, жарық, оттегі, оларсыз организмнің тіршілік етуі және дамуы мүмкін емес) және әсер ету факторлары (тұрақсыз әсер етеді, бірақ тіршілік әрекетінің әр түрлі байқалуына және организмдердің таралуына әсер етеді, – мысалы, күн мен түннің периодтылығы) деп бөледі.

3. Экологиялық факторларды абиотикалық (органикалық емес, тірі емес табиғат факторлары) және биотикалық (тірі табиғат факторлары) деп бөледі. Абиотикалық факторлар температура, ылғалдылық, күннің жарығы, қысым және басқа климаттық және геофизикалық факторлар; ортаның өзінің табиғаты – ауа, су, топырақ (эдафиялық факторлар); ортаның химиялық құрамы; радиацияны иондайтын және өткізетін физикалық өрістер (гравитациялық, магниттік, электрмагниттік), табиғаттағы тәуліктік және маусымдық өзгерістер болып табылады.

Биотикалық факторларға тірі организмдердің бір-біріне жасайтын өзара әрекеттерінің бүкіл қосындысын жатқызады. Олар үш негізгі топқа бөлінеді: топикалық, қоректік, генерациялық. Топикалық факторлар организмдердің бірлесіп мекендеуі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды. Қоректік факторлар организмдердің бірлесіп қоректенуі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды. Генерациялық факторлар организмдердің көбеюі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды. Биотикалық факторлар сондай-ақ түр ішіндегі және түр аралық өзара әрекеттермен қамтамасыз етілген. Түр ішіндегі факторлар – бұл отбасы, топ, табын арасындағы байланыстар, бір түрлі популяциялар: жыныстардың қатынастары, көбею, ұрпақтың күтімі, иерархия және т.с.с. Түр аралық факторлар – әр түрлі дарақтар мен популяциялар арасындағы қатынастар, алуан түрлі қоректік байланыстар, жыртқыштық, симбиоз, паразитизм және т.с.с.

4. Адамның қызметінен шыққан антропогенді факторлар ерекше топты құрайды. Олардың бір бөлігі табиғи ресурстарды шаруашылықта қолданылу-дан қалдырумен, табиғи ландшафттардың бұзылуымен, табиғи кешендерді ғимараттармен, коммуникациялармен, үйінділермен, су қоймаларымен байла-нысты. Басқа антропогенді әсерлер табиғи ортаның жанама өнімдермен, өндіріс және тұтыну қалдықтарымен ластануымен байланысты. Өндіріспен, техниканы қолданумен, өнеркәсіптің, көліктің, құрылыстың табиғи экологиялық жүйелер-ге және адамды қоршаған ортаға әсерімен байланысты антропогенді фактор-лардың басым бөлігі техногенді факторлар деп аталады.

1.3-сурет - Экологиялық факторларды жіктеу

Жоғарыда көрсетілген факторлар категориялары арасындағы шекаралар ылғи да анық болмайды. Кейбір абиотикалық факторлардың биогенді немесе техногенді (ауаның құрамы, қалалық микроклимат) шығу тегі бар, ал антропо-генді факторлардың биотикалық және абиотикалық сипаты болуы мүмкін.

2.3 Минимум және төзімділік заңдары. Төзімділік диапазоны

Табиғи жағдайларда ылғи да факторлардың күрделі кешені әрекет етеді. Тіршілік ету үшін организмге экологиялық факторлардың оңтайлы үйлесімі – экологиялық оптимум талап етіледі. Оның есебінен тірі қалу диапазоны кеңейтілуі мүмкін болатын факторлардың өзара әрекеттесуінің үлкен мәні бар. Сонымен, температураның төмендеуі балықтардың қорек пен оттегінің кемшілігіне қатысты төзімділігін арттырады.

Әр түрлі әсерлер бір-бірін күшейткенде және жеке әсерлер (мысалы, кешенді тыңайтқыштардың әрекеті немесе жел мен температураның ортаның салқындатушы күшіне бірлескен әсері) қосындысына қарағанда үлкен әсер етеді. Әсерлердің өзара нашарлауы байқалғанда үйлесім жағымсыз да болуы мүмкін. Бұл үйлесетін факторлардың берілген сәтте өзінің оңтайлы мәндеріне қаншалықты жақын екендігіне байланысты болады.

Тіршілік ету шарттарының жиынтығында организмнің күйіне немесе популяцияға басқасынан күштірек әсер ететін факторды ылғи да атап көрсетуге болады. Қандай да бір маңызды ресурстың (су, жарық, жылу, қорек) тапшы-лығы тіпті барлық қалған шарттар оңтайлы болғанның өзінде тіршілік әрекетін шектейді. Мұндай факторларды шектеуші немесе лимиттеуші деп атайды. Олардың әрекетін лимиттеуші факторлар заңы ретінде белгілейді.

Лимиттеуші факторлар заңы: ортаның нақты жағдайларда ең нашар мәндері бар факторлары популяцияның, басқа факторлардың оңтайлы үйлесуі-не қарамастан берілген жағдайларда түрдің бар болу мүмкіндігін шектейді.

Берілген заңды Либих минимумының заңы деп атайды, ол осы заңды 1840 ж. тұжырымдаған, агрохимияның негізін қалаған Ю. Либихтің құрметіне аталған.

Лимиттеуші факторлар фактордың минимум ғана емес, сонымен бірге максимум мәндері де болуы мүмкін: жоғары сілтілілік, топырақтағы кальций мен натрийдің шамадан тыс құрамы, жоғары температура және т.б.

Минимум да, максимум да экологиялық әсерді лимиттейтін, олардың арасындағы диапазон организмнің берілген факторға төзімділігі (толерантты-лығы) шамасын анықтайтын бұл бақылау Шелфордтың төзімділік заңының (1913ж.) негізіне салынды.

Фактордың минимум және максимум мәндері арасындағы диапазонды төзімділік диапазоны деп атайды.

Ақырында төзімділік заңы бірқатар қосымша принциптермен толықтырылған болатын:

1. организмдер төзімділігінің бір факторға қатысты кең диапазоны және екіншісіне қатысты тар диапазоны болуы мүмкін;

2. төзімділігінің кең диапазоны бар организмдер әдетте барлық факторларға кеңінен таралған;

3. бір экологиялық фактор түрі үшін оңтайлы еместік кезінде басқа экологиялық факторларға төзімділік диапазоны тарылуы мүмкін;

4. әдетте көбею кезеңі сындарлы болып табылады; бұл кезеңде көптеген факторлар лимиттеуші болады.

Бірінші принциптен шығатындай, организмдер төзімділігінің бір факторға қатысты кең диапазоны және екіншісіне қатысты тар диапазоны болуы мүмкін. Сөз алдында стено - қосымшасы бар термин - «тар», сөз алдында эври қосымшасы бар термин «кең» дегенді білдіреді:

- стенотермиялық – эвритермиялық (температураға қатысты);

- стеногидридтік – эвригидридтік (суға қатысты);

- стеногалдық – эвригалдық (тұзға қатысты);

- стенофагтық – эврифагтық (қорекке қатысты) және т.б.

Берілген белгісі бойынша тірі организмдер стенобионттық және эври-бионттық деп бөлінеді. Мысалы, Антарктиданың Trematomus bermacchii балығы - стенотермна. Оның көтеретін температураларының диапазоны не бары 4⁰С құрайды, -2⁰-тан +2⁰-қа дейін. Шөл дала су айдындарының карнотісті балығы, керісінше, эвритермна – температурасы 10⁰-тан 40⁰-қа дейінгі суға төзеді және эвригалинна – әр түрлі суда тіршілік ете алады: тұщыдан теңіз суына қарағанда аса тұздылау суға дейін.

Лимиттеуші факторлар тұжырымдамасының құндылығы мынада: ол экологқа күрделі жағдайларды зерттеу кезінде атқару нүктесін береді. Нақты жағдайды зерделей отырып, эколог болуы ықтимал әлсіз буындарды атап көрсете алады және өзінің назарын ортаның аса үлкен ықтималдықпен лимиттеуші немесе ауыспалы болуы мүмкін жағдайларына тоғыстай алады.

2.4 Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы

Алуан түрлі экологиялық факторлардан температура, жарық, жылу, ағыстар, жел және атмосфералық қысым, сондай-ақ су сияқты климаттық факторлардың аса үлкен маңызы бар.

1. Температура. Онда тіршілік етуге болатын температура диапазоны шамамен 300⁰С құрайды: -200⁰С-дан +100⁰С-ға дейін. Әрине, түрлердің көпшілігі температуралардың тар диапазондарында тіршілік етеді: шамамен +88⁰С-дан -50⁰С-ға дейін. Температураға өсімдіктер мен жануарлардың маусымдық және тәуліктік белсенділігі байланысты болады. Адам үшін температура сондай-ақ лимиттеуші және реттеуші фактор. Атмосфераның төменгі қабатының күйі есепке алынып, ауа-райының жеті класы әзірленген (⁰С): жайлы (+16 …+27,9), салқын (+4 … +11,9), суық (төменгі шегі: -35,9-дан (жел жылдамдығы 2 м/с кем болғанда) және -11,9-ға дейін (кез келген жел жылдамдығында)…+4), қатты (-70…-35,9), жылы (+28…+33), құрғақ (+33…+40), ыстық (+33…+44).

2. Жарық. Жарыққа қатысты организмдердің алдында дилемма тұр: бір жағынан, протоплазмаға жарықтың тікелей әсер етуі организм үшін өлімге әкелуі мүмкін, екінші жағынан – жарық – энергияның алғашқы көзі, онсыз өмір сүру мүмкін емес. Күн сәулесін шығару спектрінде биологиялық әсер етуі бойынша әр түрлі үш облыс ерекшеленеді: ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл. Ультракүлгін сәулелер (0,005…04 мкм) адамның көзімен қабылданбайды, айқын көрсетілген химиялық әрекетті иеленеді. Толқын ұзындығы 0,29 мкм-ға дейінгі сәулелер барлық тіршілік үшін зиянды. Бұл сәулелер атмосферамен күшті жұтылатындықтан және Жер бетінде олар салыстырмалы түрде шамалы болғандықтан, Жерде тіршілік мүмкін болады. Ультракүлгін сәулелер бактерияларды өлтіреді, күнге күйдіреді. Көрінетін сәулелер (0,4…0,75 мкм) – спектрдің адам көзімен қабылданатын бөлігі, олардың үлесіне Жер бетіне жететін күн сәулесінің жартысына дерлігі келеді және олардың организмдер үшін баға жетпес маңызы болады. Жасыл өсімдіктер органикалық заттарды синтездейді және спектрдің осы бөлігінің энергиясы есебінен барлық қалған организмдер үшін қорек құрайды. Фотосинтез үшін көк және қызыл түстің аса үлкен маңызы бар, себебі олар өсімдіктермен күшті жұтылады. Сондай-ақ инфрақызыл сәулелер (0,76…350 мкм) адам көзімен қабылданбайды және айқын көрінетін жылулық әсерді иеленеді. Жердің инфрақызыл сәулесі энергияны әлемдік кеңістікке әкетеді, бұл жер бетінің салқындауына мүмкіндік туғызады. Берілген сәуле организм-дер тіндерімен жұтылып, олардың қызуын тудырады. Қала құрылысы эколо-гиясында тұрғын үйлер мен қоғамдық ғимараттарды күн сәулелеріне дұрыс бағдарлау ғана емес, сонымен бірге көшелер мен көлік магистральдарын оңтайлы жоспарлау маңызды. Күнмен жарық түсірілген ашық аумақтарды да, демалуға арналған көлеңкеленген бөліктерді де жобалау керек. Жобалаушылар мен құрылысшылар кем дегенде 3 сағат үздіксіз күн көзімен сәулелендіріп, түрғын жайлар мен аумақтың міндетті инсоляциясын қамтамасыз етуге міндет-ті. Күн радиациясының деңгейі ауаның ластану дәрежесіне тікелей байланысты болады: ластаушы заттар (әсіресе қатты бөлшектер) күн жарығын жұтады.

3. Жылу. Бұл экожүйелердің энергетикалық компоненттерінің бірі және лимиттеуші фактор. Жылулық сәуле шығару температурасы абсолюттік нөлден жоғары денелердің бетінен шығады. Топырақ, су, өсімдіктер, бұлт, тірі организмдер жылу шығарады. Жылу энергиясының тәуліктік және маусымдық тербелістерінің үлкен экологиялық маңызы бар. Жылу энергиясының орасан көп мөлшері судың булануына, ауаның жылу ағындарының түзілуіне жұмсалады, әлемдік кеңістікте сейіледі. Энергияның ғарышқа шығуын баяула-татын кез келген фактор көшетхана әсеріне және биосфера температурасының жоғарылауына әкелуі мүмкін. Жылу энергиясы температураны қолдайды, топыраққа әсер етеді, су айналымын қозғалысқа келтіреді.

4. Ағыс. Гидросферада толық тыныштық сирек болады және ұзаққа созылмайды. Су ағыстары газдар мен қоректік заттардың шоғырлануына әсер етіп қана қоймай, сонымен бірге түр деңгейінде де, қауымдастықтар деңгейінде де лимиттеуші факторлар ретінде тікелей әсер етеді. Тоспа су экожүйе үшін стресс жағдайларын тудырады, ал аққыш және жайылып кететін маусымдық су өнімділікті арттыратын қосымша энергия көзі ретінде әрекет етеді.

5. Жел. Ол организмдердің белсенділігіне және таралуына лимиттеуші әсер етеді. Жел өсімдіктердің сыртқы түрін өзгертуге қабілетті. Ауа қозғалысы, су ағысы сияқты, өнімділіктің ұлғаюына қолайлы әсер етеді; дауыл жануарлар мен өсімдіктерді үлкен ара қашықтықтарға тасымалдауға және қауымдастық-тардың құрамын өзгертуге қабілетті. Құрғақ аудандарда жел өсімдіктер үшін маңызды лимиттеуші фактор болып табылады. Қалаларды жобалау кезінде жел режимін, басым бағыттарды және жел күшін, құрылыс орнын, құрылыстың белгілі жоспарлық құрылымын, көшелердің бағыттарын және т.б. таңдау кезінде есепке алу үшін оның жыл мезгілдері бойынша периодтылығын зерделеу жорамалданады. Үйдегідей, қалада жақсы желдету маңызды болады, себебі ол жоқ болғанда тұмшаның – жер бетінде ластаушы заттардың топтану қаупі пайда болады. Қаланың ауа бассейнінің жел өткізбеуі жағдайларында аз қалдықты технологияны ендірудің, шаң-газ тұтқыштарды орнатудың, зиянды лақтырыстарды қосымша тазартудың және атмосфералық ауаның тазалығын сақтауға бағытталған басқа шаралардың аса маңызды мәні бар.

6. Қысым. Жануарлар мен адамдар атмосфералық қысымның өзгеріс-теріне әсер етсе де, ол тікелей әрекетті лимиттеуші фактор болып табылмайды. Алайда қысымның лимиттеуші факторлар болып табылатын ауа райы мен климатқа тікелей қатынасы бар. Мұхитта гидростатикалық қысым орасан зор роль атқарады. Әрбір 10 м-ге суға батырылуымен қысым 1 атмосфераға жоғарылайды. Тауларда керісінше әрбір 10 м биіктікке қысым 1 атмосфераға төмендейді.

7. Атмосфералық газдар. Қазіргі атмосферада көмірқышқыл газының (көлемі бойынша 0,03%) және оттегінің (көлемі бойынша 21%) шоғырлануы организмдер үшін лимиттеуші болып табылады. Оттегінің жетіспеуі сияқты, көмірқышқыл газы шоғырлануының ұлғаюы тірі организмдер үшін өлімге әкеледі.

8. Су. Сондай-ақ экологиялық көзқарастан лимиттеуші фактор болып табылады. Жауын-шашын мөлшері, ылғалдылық, беттік сулардың қолайлы қоры осы фактордың негізгі көрсеткіштеріне жатады. Жауын-шашынды жыл мезгілдері бойынша үлестіру – организмдер үшін өте маңызды лимиттеуші фактор. Олардың жыл бойында біркелкі түсуінің немесе тура осы мөлшердің бір маусым ішінде түсуінің үлкен маңызы бар. Ылғалдылық деп ауаның құрамындағы су буларының мөлшерін түсінеді. Табиғатта ылғалдылықтың тәуліктік режимі (түнде жоғарылайды, күндіз төмендейді) және оның көрсеткіштерінің вертикаль және горизонталь бойынша ауытқулары болады. Сондай-ақ бұл жағдай жарықпен және температурамен қатар, организмдердің белсенділігін реттеуде және олардың таралуында маңызды роль атқарады. Беттік сулардың қол жетерлік қоры ең алдымен атмосфералық жауын-шашынның мөлшеріне байланысты болады. Алайда бұл қорлар жер асты көздерінің есебінен толықтырылуы мүмкін. Кейде жаңбыр суы кеуекті топырақ арасынан жылдам өтуінен организмдер үшін қол жетерлік болмайды. Сондай-ақ қорлардың таусылуы және су көздерінің ластануы тез арада лимиттеуші факторлар болуы мүмкін.

Әрбір лимиттеуші факторды жеке қарастыру олардың тәуелсіздігі және бір-бірінен оқшауланғандығы туралы әсер тудырмауы тиіс. Экологиялық лимиттеуші факторлар өз арасында өзара байланысқан. Мысалы, егер ылғал-дылық шарттары сындарлы шарттарға жақын болса, яғни егер ылғалдылық өте үлкен немесе өте аз болса, температура организмдерге аса айқындалған лимит-теуші әсер етеді.

Дата добавления: 2014-01-04