 |
Часто встречающаяся классификация экологических факторов
|
|
|
|
Л.Н. Блинов, Н.Н. Ролле
Экология
Опорный конспект лекций
Основные понятия, термины, законы, схемы
Для студентов заочной и дистанционной
форм обучения
Санкт-Петербург
Л.Н. Блинов, Н.Н. Ролле. Экология: опорный конспект лекций. Основные понятия, термины, законы, схемы. СПб.: Изд. СПбГПУ. 2005. 110с.
Настоящее издание предназначено прежде всего для студентов заочной и дистанционной форм обучения СПбГПУ, изучающих курс «Экология». Оно также может быть полезно для студентов очно-заочной и очной форм обучения, изучающих данный курс.
В кратком опорном конспекте лекций даны базовые понятия, термины и законы, составляющие основу курса. Для более интегрального и системного подходы к курсу, а также с учетом современного рассмотрения экологии как большой экологии или мегаэкологии, в конспект включены новые разделы «Экология и кибернетика», «Системный подход», а также различные функциональные схемы и построения, способствующие более качественному пониманию курса «Экология» в целом.
Опорный конспект лекций содержит необходимое количество табличных данных, рисунков и схем.
Приведенный в конце издания список литературных источников может быть использован студентами при написании рефератов по курсу. Примерная тематика рефератов приведена там же. В приложениях студенты найдут конкретные данные, необходимые для проведения сопоставительных анализов и расчетов.
В целом, настоящий опорный конспект лекций будет также полезным и нужным для повышения качества подготовки к экзамену по курсу «Экология».
© Блинов Л.Н., Н.Н. Ролле, 2005
© Санкт-Петербургский
государственный политехнический
|
|
|
университет, 2005
Содержание
1. Основные понятия. 4
2. Биоценоз, биотоп, биогеоценоз, окружающая среда. 21
3. Атомные и молекулярные частицы.. 28
4. Основные законы, правила и принципы экологии. 30
5. Оболочки планеты: состав, основные процессы. 34
Атмосфера. 34
6. Гидросфера. 38
7. Литосфера. 44
8. Биосфера – особая оболочка планеты.. 47
9. Взаимодействие веществ в оболочках планеты.. 58
10. Природные ресурсы.. 60
11. Загрязнение и загрязнители окружающей среды.. 64
12. Токсичность. 72
13. Локальная среда обитания. Факторы воздействия. 75
Пищевые добавки. 75
14. Экология и кибернетика. Системный подход. 81
15. Полезные мысли и высказывания. 86
16. Список примерных тем для рефератов и. 92
компьютерных работ. 92
17. Приложения. 94
18. Список литературы.. 101
Основные понятия
Экология – наука о взаимоотношениях и закономерностях взаимосвязей организмов и их систем между собой и средой их обитания (окружающей их средой), о круговороте веществ и потоках энергии, делающих возможной жизнь на Земле. Предметом экологии является изучение совокупности и структуры связей между организмами и средой.
Сегодня экология превращается из раздела биологии в своеобразную гипернауку, в комплекс фундаментальных и прикладных дисциплин, в так называемую мегаэкологию, т.е. «большую экологию» или «макроэкологию».
До середины 19 века развитие экологии неотделимо от развития естествознания, поскольку накопление эмпирических знаний происходило на протяжении всей истории человечества. Огромный вклад в развитие естественных наук и накопление экологических знаний внесли лучшие умы античности (Анаксимандр, Демокрит, Фалес, Гиппократ, Пифагор, Евклид, Архимед, Платон, Аристотель, Лукреций, Птолемей) и средневекового Ближнего Востока (Ибн Сина, Ибн Рушд, Ибн Юнас). Эпоха Возрождения изменила фундаментальные воззрения в естествознании благодаря трудам Н. Коперника, Дж. Бруно, Г. Галиллея, Л. да Винчи, И. Кеплера, Р. Декарта, дав новый мощный толчок развитию наук о природе, а в 18 веке работы К. Линнея, И. Канта, П. Лапласа, Ж. Кювье, Ж. Ламарка, Ч. Дарвина позволили систематизировать накопленные естественнонаучные знания, используя диалектический метод познания.
|
|
|
Вторая половина 19 века была ознаменована новыми открытиями во всех разделах естествознания: клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна; теория эволюции Ч. Дарвина; геологическая эволюция Ч. Лайеля; явление электромагнитной индукции М. Фарадея и Д. Максвелла; закон сохранения энергии Г. Гельмгольца, синтез первых органических соединений Ф. Веллером; периодический закон Д. И. Менделеева; законы наследования Г. Менделя и др.
Именно в этот период в 1866 г. немецкий зоолог Эрнст Геккель, изучавший адаптации организмов к факторам среды и сформулировавший закон рекапитуляции (онтогенез организма повторяет филогенез вида), выдвинул специальный термин «экология». В своем труде «Всеобщая морфология организмов» он писал: «под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений всего живого с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт». Полный спектр экологических проблем еще за 10 лет до этого определил знаменитый русский зоолог Карл Рулье, не нашедший, однако, подходящего выразительного термина для обозначения этой науки, но четко определивший принцип взаимоотношений организма и среды: «Ни одно органическое существо не живет само по себе, каждое вызывается к жизни и живет постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром».
К началу 20 века, когда экология уже вполне сформировалась как новое научное направление в биологии, началось изучение надорганизменных биологических систем, и благодаря работам К. Мебиуса, С. Форбса, Ф. Клементса, А. Тинеманна появилась концепция биоценозов. В 1927 году американский биолог Ч. Элтон опубликовал первый учебник-монографию по экологии, в котором он не только четко охарактеризовал своеобразие биоценотических процессов, определил понятие трофической ниши и сформулировал правило экологических пирамид, но и выделил особое направление - популяционную экологию. В 1926 г. вышел в свет труд В.И. Вернадского «Биосфера», где впервые была показана планетарная роль совокупности живых организмов – «живого вещества», определены его роль и функции и рассмотрена его роль в эволюции биосферы. В 1934 году микробиолог Г.Ф. Гаузе в книге «Борьба за существование» подробно исследовал межвидовые взаимоотношения типа «хищник-жертва» и сформулировал принцип конкурентного исключения. В 1935 году английский геоботаник А.Тенсли предложил понятие «экосистема» для любой совокупности организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот веществ, а в отечественной литературе представления об экосистемах были развиты в 1942 г. в работах В.Н. Сукачева, обобщившего их в учении о биогеоценозе. Примерно с этого времени утвердилось деление экологии на аутэкологию – экологию отдельных организмов, демэкологию – экологию популяций, и синэкологию – экологию межвидовых сообществ.
|
|
|
В начале 1970-х годов взгляд на экологию как на сугубо биологическую науку изменился: по-прежнему уходя корнями в биологию, экология вышла за ее рамки, став сложной и многогранной, интегрированной дисциплиной, связывающей естественные, общественные и технические науки.
Термин «экология», впервые использованный немецким биологом Эрнстом Геккелем в работе «Всеобщая морфология организмов» в 1866 г., который образовал его от греческих слов oikos, что означает дом, жилище, и logos – наука, в буквальном смысле означает «наука о местообитании».
Следует отметить, что в западной литературе и в ряде наших специальных изданий по биологии термин «экология» часто употребляют для традиционного круга объектов и методов, а все, что связано с экологией человека, окружающей средой и охраной природы называют наукой об окружающей среде (environmental science). В отечественной литературе оба эти понятия часто используют или как синонимы, или включают последнее в экологию.
|
|
|
Мегаэкология – межпредметная область знаний; комплекс фундаментальных и прикладных дисциплин.
Уровни знаний
(I-VI)
Фактор – движущая сила совершающихся процессов или влияющее на эти процессы условие.
Все, что окружает организмы (живые системы), прямо или косвенно влияя на их состояние и функционирование, носит название окружающей среды, которая включает как природную, так и техногенную, созданную человеком, составляющие. Компоненты среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами, которые по природе их происхождения традиционно делят на три группы: абиотические, биотические и антропогенные.
Компоненты (части) природной среды, которые влияют на состояние и свойства организма, называют экологическими факторами.
Абиотические экологические факторы – все компоненты неживой природы. К этим факторам относятся: свет, температура, давление, влажность, ветер, состав воздуха, воды и почвы, долгота дня и т.д.
Биотические экологические факторы – факторы, которые связаны с живыми организмами, они характеризуют влияние одних организмов на другие. К этим факторам относятся: конкуренция, хищничество, паразитизм, сотрудничество и т.д.
Антропогенные экологические факторы – факторы, которые связаны с влиянием деятельности человека на природную среду. Человек загрязняет и тем самым разрушает природную среду. К этим факторам относятся: загрязнение атмосферы и водной среды, вырубка леса, осушение болот, уничтожение животных и т.д.
Экологические факторы подразделяют в зависимости от:
природы – абиотические и биотические;
происхождения – естественные и искусственные;
периодичности – периодические и непериодические;
времени образования и начала действия – первичные и вторичные;
среды – водные (гидросферные),
возникновения воздушные (атмосферные),
почвенные (литосферные);
степени воздействия – лимитирующие,
экстремальные,
летальные;
спектра воздействия – общего, избирательного действия;
характера и состава – химические,
воздействия физические,
биологические, механические,
информационные и т.д.
Часто встречающаяся классификация экологических факторов
(факторов среды)
| ПО ВРЕМЕНИ: | эволюционный, исторический, действующий |
| ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ: | периодический, непериодический |
| ПО ОЧЕРЕДНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: | первичный, вторичный |
| ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ: | космический, абиотический (он же абиогенный), биогенный, биологический, биотический, природно-антропогенный, антропогенный (в т.ч. техногенный, загрязнения среды), антропический (в т.ч. беспокойства) |
| ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: | атмосферный, водный (он же влажности), геоморфологический, эдафический, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный |
| ПО ХАРАКТЕРУ: | вещественно-энергетический, физический (геофизический, термический), биогенный (он же биотический), информационный, химический (солености, кислотности), комплексный (экологический, эволюции, системообразующий, географический, климатический) |
| ПО ОБЪЕКТУ: | индивидуальный, групповой (социальный, этологический, социально-экономический, социально-психологический, видовой (в т.ч. человеческий, жизни общества) |
| ПО УСЛОВИЯМ СРЕДЫ: | зависящий от плотности, не зависящий от плотности |
| ПО СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ: | летальный, экстремальный, лимитирующий, беспокоящий, мутагенный, тератогенный; канцерогенный |
| ПО СПЕКТРУ ВОЗДЕЙСТВИЯ: | избирательный, общего действия |
Экологические факторы могут оказывать на организм положительное или отрицательное влияние. Недостаток или избыток экологического фактора отрицательно влияет на жизнь организма. Для каждого организма существует определенный диапазон действия экологического фактора.
|
|
|
Благоприятные для нормальной жизнедеятельности организма значения экологического фактора называются зоной оптимума. Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор в диапазоне, называемом стрессовой зоной, угнетает жизнедеятельность живой системы. Максимально и минимально переносимые значения экологического фактора - это критические точки, отмечающие начало зоны гибели, где существование организма или популяции уже невозможно. Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора называется диапазоном толерантности (от лат. tolerantia – терпение) и определяет величину выносливости или экологическую валентность организма к данному фактору (см. рис.).
|
|
|
