Передмова

ПЛАН

ТЕМА 1.

ЕКОЛОГІЯ ЯК ЗАГАЛЬНО БІОЛОГІЧНА І ГУМАНІТАРНА НАУКА

НАВЧАЛЬНИЙ ПОРТАЛ «ГОТУЄМОСЯ ДО ЗАНЯТЬ»

Тема 1. Екологія як загально біологічна і гуманітарна наука

1. Походження та становлення екології

2. Визначення та структура екології

3. Аутекологія, синекологія, демекологія.

Ключові слова.

Екологічний фактор – це будь який елемент середовища, здатний виявляти прямий вплив на живі організми хоча б протягом однієї фази їх розвитку.

Біотичні фактори – це фактори, які відбивають явище коакцій між різними організмами, що населяють відповідне середовище, це є сукупність впливів життєдіяльності одних видів на інші.

Основна література:

1. Білявський Г.О. Основи екологічних знань. – К.: Либідь, 1993.

2. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К., Либідь, 1993.

3. Злобін Ю.А. Основи екології. – К.: Лібра, 1998.

4. Чайка В.О. Екологія. Навчальний посібник. – К., Либідь, 2002.

5. Корсак К.В. Основи екології. Навчальний посібник. – К., МАУП, 2002.

Екологія – наука про життя природи, про її структуру, про те як працює живий покрив Землі. Значення екології у суспільному житті надзвичайно багатогранне. Воно позначається майже на всіх сферах народного господарства, освіти, культури, медицини, навіть релігії. Нині проходить екологізація багатьох наших уявлень, а сама екологія стає теоретичною основою поведінки і діяльності людини в природі. Необхідне духовне усвідомлення єднання людини з природою, екологізація економіки, промисловості, сільського господарства, інфраструктури, науки, культури, духовності тощо. Без такої єдності, без формування екологічної культури як діяльності, способу життя, характеру відносин людини з природою, нації і світової спільноти жодна екологізація технологій, жодний перехід на безвідходне виробництво, ніякі досягнення у науці і техніці не вирішать найважливішу проблему сьогодення – виживання світової спільноти.
Розвиток цивілізації на ринкових засадах не може відбуватися без врахування екологічного чинника – це насамперед проблеми використання природних ресурсів, енергії, проблеми народонаселення тощо. Суттєве значення має вплив екології на економіку. Спільне гносеологічне коріння екології та економіки проявляється у підготовці високоякісних менеджмент-планів, планів лісовпорядкування, планів землеустрою тощо.

Походження та становлення екології Професор В.П.Кучерявий виділяє три етапи становлення екології як науки. Перший етап – етап зародження первинних екологічних знань (УІ вік до н.е. – ХУІІІ століття н.е.). Другий етап – етап класифікаційних досліджень (ХУІІІ – середина ХІХ століття). Третій етап – етап системних екологічних досліджень (середина ХІХ – середина ХХ століття). Четвертий етап – етап суспільного усвідомлення значення екології (екологія на межі ХХ–ХХІ століть).

Визначення та структура екології Термін “екологія” також має своєрідну історію свого удосконалення. За Е.Геккелем під екологією розуміється наука про зв”язки організмів з навколишнім середовищем, куди зараховуються в широкому розумінні всі умови існування, тобто це наука про місцезростання організмів, про взаємодію у живій природі. За Ю.Одумом “екологія – це біологія навколишнього середовища”. Це найкоротше і найспеціальніше визначення. За В.П.Кучерявим “екологія – наука про взаємодію живих істот між собою і навколишньою неорганічною природою, про зв”язки в надорганізмових системах, структуру й функціонування цих систем”.

Отже, узагальнюючи вищезазначені визначення, та орієнтуючися на сучасні соціальні тенденції у розвитку вчення про навколишнє природне середовище, можна запропонувати таке визначення сучасної екології, тобто екологія – це інтегральна міждисциплінарна комплексна наука про взаємодію організмових (у тому числі і людини) і надорганізмових систем між собою та навколишнім неорганічним світом на всіх рівнях його організації.

5. Завдання екології та методи її досліджень

Завданням теоретичної екології є дослідження загального стану біосфери та закономірностей формування її складових частин у зв’язку з процесами, що відбуваються у літосфері, гідросфері та атмосфері.

6. Поняття про екологічні явища та закони
1) Розвиток екології базується на загальних та спеціальних законах. До загальних відносяться закони філософії, кібернетики, біології, геології, географії, фізики, хімії, а також загальнонаукові закони. М.Ф.Реймерс налічує близько 250 законів, закономірностей, принципів, правил, якими користується сучасна екологія. Американський еколог Б.Коммонен (1974) сформулював чотири у формі афоризмів найбільш узагальнені закони природи: 1) все пов”язано з усім, 2) все повинно кудись подітись, 3) природа знає краще, 4) ніщо не дається задарма.
АУТЕКОЛОГІЯ

1. Моноцен, об ’ єкт і предмет аутекології

Моноцен – найпростіша екологічна система, утворена одним організмом та середовищем, яке його оточує. Класичним об ’ єктом аутекології є моноцен, тобто живі організми у середовищі існування, а її предметом – вивчення взаємозв”язків представників виду з оточуючим їх середовищем, визначення меж стійкості, впливу середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів, взаємовідношення організмів між собою та із зовнішнім середовищем.

2. Поняття про екологічний фактор

Середовище – це весь матеріальний світ, в якому живуть організми і який прямо або опосередковано впливає на їх стан, розвиток, життєдіяльність, розмноження, переселення тощо. Екологічний фактор – це будь який елемент середовища, здатний виявляти прямий вплив на живі організми хоча б протягом однієї фази їх розвитку. Екологічний фактор – це сукупне поняття про навколишнє природне середовище, яке діє на біологічну систему і яке представляє умови їх існування. Елементи цього середовища є екологічними факторами. Фактори середовища по-різному впливають на різні організми. Для одних вони є основними, для інших – другорядними, зокрема, усувають види з території поширення, змінюють життєві цикли, сприяють появі адаптивних модифікацій.

3. Класифікація екологічних факторів В екології існує дуже багато класифікацій екологічних факторів. Вже класичним став поділ на абіотичні, біотичні та антропогенні фактори. Однак, ця класифікація не є універсальною, існують і інші причини поділу факторів.

4. Характеристика основних абіотичних факторів

Абіотичні фактори - це сукупність умов неорганічного середовища. До них належать хімічні та фізичні або кліматичні фактори.

Фізичні або кліматичні чи метеорологічні фактори Хімічні фактори

5. Закон мінімуму і толерантності

Фактор, який визначає головне значення для виживання організму в його мінімальних потребах є лімітуючий. Ю.Лібіх, вивчаючи вплив різноманітних факторів, у 1840 році прийшов до висновку, що тривалість виживання визначається найслабшою ланкою в ланцюгу екологічних потреб живлення. Цією ланкою є речовина, яка в середовищі міститься в мінімумі.
Екологічна валентність – це здатність виду заселяти різне середовище, яке характеризується більшими чи меншими змінами екологічних факторів. Звідси поняття стенотопних та евритопних видів.

6. Характеристика біотичних факторів. Реакції організмів.

Біотичні фактори – це фактори, які відбивають явище коакцій між різними організмами, що населяють відповідне середовище, це є сукупність впливів життєдіяльності одних видів на інші. Біотичні фактори поділяються на прямі (через їжу як фактор взаємовідношень рослина-тварина; через субстрат – хозяїн-паразит, епіфіти, опилення), а також непрямі – взаємодія відбувається опосередковано через середовище (бактерії змінюють хімічний склад грунту, який формує і відповідний склад флори та фауни). Груповий ефект – це тип коакцій, що пов”язаний із об”єднанням тварин одного виду заради нормального розмноження, збільшення чисельності, щоб вижити в умовах існування в межах великої популяції. Масовий ефект – це поняття ефекту складних взаємодій, зумовленого перенаселенням середовища, наприклад, висока понад оптимум плодовитість виду. Внутрішньовидова конкуренція – це конкуренція видів за територію, на якій вони проживають.

7. Екологічна ніша

Екологічна ніша характеризує ступінь біологічної спеціалізації даного виду. Розрізняють потенційну та реальну еконішу.

Екологічна ніша – це фізичний простір з властивими йому екологічними умовами, що визначають параметри існування будь-якого організму, місце виду в природі, що включає не лише становище його в просторі, а й функціональну роль в біоценозі та ставлення до абіотичних факторів середовища існування, тобто, це просторова та функціональна позиція виду (або популяції чи окремої особини) в угрупованні, що залежить від його походження в просторі і часі, а також від взаємовідносин з іншими видами.

8. Поняття про екобіоморфи. Екобіоморфа – це життєва здебільшого рослинна форма, що визначається систематичним становищем видів, їх формами росту і біологічними ритмами, це своєрідний зовнішній вигляд, габітус, що сформувався в результаті індивідуального розвитку під впливом умов середовища, особливо клімату і грунту.

ДЕМЕКОЛОГІЯ

1. Демоцен, об’єкт і предмет демекології. Демоцен – система, що представляє популяцію та її середовище існування або демотоп. Демографічна екологія (деми – сукупність організмів, графія – опис, “демос” грецьке – народ) або демекологія – наука про демоцен, тобто про існування популяцій у природному середовищі.

Об’єктом демекології є система “популяція-середовище”, метапопуляція, а її предметом є вивчення стосунків в надорганізмовій системі “популяція-середовище”, умов формування, структури та динаміки розвитку популяцій. Завдання демекології – дослідження морфологічних особливостей популяцій, їх видового і вікового складу, чисельності та густоти, народжуваності й смертності, поширення й характеру розселення організмів, вивчення внутрішньовидових і міжвидових стосунків у популяції.

2. Концепція популяції і поняття виду

За С.С. Шварцом, популяція – це елементарна група організмів певного виду, що володіє всіма необхідними умовами для підтримання своєї чисельності протягом довгого часу в постійно змінних умовах середовища.

За Ю.Одумом, популяція– це будь-яка група організмів одного виду, всередині якої йде обмін генетичною інформацією і яка займає певний простір та функціонує як частина біотичного середовища.

За В.П.Кучерявим, популяція – це сукупність особин одного виду, які відтворюють себе протягом великої кількості поколінь і тривалий час займають певну територію, функціонують і розвиваються в одному або ряді біоценозів.

Метапопуляція – сукупність локальних популяцій, просте біоугруповання; сукупність метапопуляцій – складне біотичне угруповання.

3. Структура популяцій

Екологічна структура популяцій – це її стан на даний момент за кількістю, чисельністю, поведінкою, поширенням, віком, статтю тощо.
Чисельність – загальна кількість особин, яка коливається залежно від показника смертності та народжуваності. Щільність – кількість особин на одиницю площі або об’єму, залежна від чисельності, має свої межі та оптимум, який у свою чергу залежить від обсягів кормової бази. Вікова структура – це кількісне співвідношення особин різного віку. Статева структура – це кількісне співвідношення особин різної статевої приналежності. Просторова структура – це певна вертикальна йгоризонтальна територіальна конфігурація розміщення організмів у популяції.

4. Динаміка популяцій. Динаміка чисельності. Явище розмноження – це поява нових генеративних чи вегетативних особин, інтенсивність розмноження – це кількість молодих організмів, які появилися за певну одиницю часу. Смертність – кількість особин, що загинули за певний період. Стабільні або гомеостатичні популяції – це збалансований розвиток народжуваності, смертності, іміграції та еміграції, тобто тенденція до підтримання внутрішньої стабільності за допомогою власних регулюючих механізмів. Ростучі популяції є завжди з поповненням збалансованого статевого складу, а зникаючі популяції супроводжуються процесом зниження чисельності. Поліморфізм – існування в межах одного виду двох або більше груп особин з різко відмінними ознаками.

Розселення – переселення видів за межі свого ареалу, що призводить до заселення нових ділянок, тобто натуралізації, яка виявляється в здатності рослин і тварин приживатися і давати потомство в нових для них природних біогеоценозах. Продуктивність популяцій. Потік енергії і матерії через популяцію називають біологічною продукцією популяції, тобто збільшення особин у популяції і є її продукцією, яка може виражатися в одиницях маси – тоннах, центнерах, кілограмах тощо.

5. Взаємодія організмів всередині популяції та за її межами Вчені розрізняють дев’ять типів взаємовідносин між організмами: 1) Нейтралізм -це незалежна взаємодія, а саме асоціація двох популяцій не позначається на жодній із них; Конкуренція – ситуація, коли дві особини або дві видові популяції не мають достатньої кількості ресурсу середовища. 2) Конкуренція за спільний ресурс – незалежна боротьба без пригнічення один одного. 3 Взаємний конкурентний тиск – дві популяції прямим чином взаємно пригнічують одна одну. Приклад: боротьба двох інфузорій і врешті-решт із них залишається лише одна; 4) Хижацтво – це однобічний процес, який характеризує стосунки між хижаком і жертвою. 5) Паразитизм. Паразит – організм, який живе на поверхні або в органах і тканинах інших організмів, живиться за їх рахунок, одержуючи від них готові речовини, та завдає їм певної шкоди. 6) Аллелопатія або аменсалізм – явище взаємного антагонізму серед рослин, яке проявляється у виділенні хімічних речовин, отруйних для іншого виду і не шкідливих для виду, що їх виділяє. Позитивна взаємодія – форма взаємовигідного існування, яке еволюційно склалося. 7) Коменсалізм (нахлібництво) – від об’єднання одна популяція, яка не добуває корм, отримує користь, а друга цього не відчуває, їй байдуже. 8) Протокооперація – взаємодія сприятлива для обох популяцій, але не обов’язкова, перевагу чи користь мають обидві популяції. Це взаємовигідне співробітництво. 9) Мутуалізм (симбіоз) – при взаємодії одна популяція залежить від іншої, зв”язок сприятливий для росту і виживання обох популяцій, причому жодна із них не може існувати самостійно – це облігатний або обов”язковий мутуалізм чи симбіоз, тобто взаємодія сприятлива для обох видів, але і обов’язкова для них.

СИНЕКОЛОГІЯ
1. Плеоцен, об’єкт і предмет синекології

Плеоцен – це головна екологічна одиниця, до складу якої входять усі популяції, які заселяють окреслене місцезростання і перебувають між собою в екологічних зв”язках. Об ’ єктом синекології є плеоцен, а також біотичні угруповання: біоценоз, тип рослинності, біогеоценоз, біом тощо, а її предметом – вивчення взаємовідношень між організмами різних видів та абіотичним середовищем на різних ценотичних рівнях.

2. Визначення та властивості біоценозів

Для біоценозів характерні властивості, які стосуються просторових і часових меж існування біоценозу, організації процесів, внутрішніх і зовнішніх зв”язків. Біоценоз (життя, загальний) – це організована група популяцій рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, що живуть разом в одних і тих же умовах середовища. Звідси, біотоп – це простір з більш-менш однорідними умовами, який заселений тим або іншим угрупованням організмів (біоценозом).

3. Класифікація біоценозів та фітоценозів

У процесі вивчення біоценозів склалися різні підходи до їх класифікації, а саме: 1) географічний – це членування біоценозів за фізико-географічними зонами – арктичні, тайгові, бореальні тощо; 2) історико-періодичний – це виділення біоценозів за періодом існування на Землі – найдавніші океанічні, наймолодші дельтові; 3) структурно-фізіономічний – це виділення біоценозів за характерними компонентами тваринного і рослинного світу – тропічні ліси з мавпами, африканські савани з жирафами; 4) функціональний – це виділення біоценозів за функціями гетеротрофів – нестабільні, міграційні; 5) екосистемний - це виділення біоценозів за величиною екосистем – мікро-, мезо- і макроекосистеми.

4. Структура біоценозів

Вертикальна структура: Ярусність – це явище вертикального розмежування біоценозів на різновисокі структурні частини.

Горизонтальна структура. Вона складається із горизонтально розміщених утворень – синузій, як просторового так часового явища. Сукупність синузій формує мозаїчність, яка насамперед пов”язана із екологічними умовами рельєфу. Межею біоценозу є межа фітоценозу. Контури, що утворені межами фітоценозів, складають територіальні одиниці горизонтальної структури.

Видова структура. Видове різноманіття складає основу видової структури біоценозів і визначається математичним шляхом за допомогою різноманітних індексів видового різноманіття.

Консорція – це сукупність популяцій організмів, життєдіяльність котрих у межах одного біоценоза трофічно або топічно зв’язана із центральним видом – едифікатором, тобто сукупність організмів, що займають обмежене місцезростання і не поділяються на яруси та горизонти.

Трофічна структура. Це кормова мережа із сукупністю всіх трофічних зв”язків між видами, що входять до угруповання. За спрощеним варіантом біотичне угруповання складається з трьох компонентів, а саме:

Продуценти – це автотрофні зелені рослини, які в процесі фотосинтеза створюють органічну речовину – первинну біологічну продукцію і акумулюють сонячну енергію. Консументи – споживачі – гетеротрофні організми, які харчуються рослинами або іншими гетеротрофами.

Редуценти – деструктори – знищувачі органічної речовини – бактерії, гриби та інші організми, що харчуються мертвою органічною речовиною.

Біологічна продуктивність – властивість угруповань або окремих живих організмів утворювати, перетворювати й нагромаджувати органічну речовину в біоценозах.

Дата добавления: 2014-01-07