Шпаргалка по "Экология"

Теоретическая экология

1.      Предмет экологии, ее структура и задачи.

Экология — это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

Структура общей (биологической) экологии

Задачи теоретической экологии:
– разработка общей теории устойчивости экологических систем;
– изучение экологических механизмов адаптации к среде;
– исследование регуляции численности популяций;
– изучение биоразнообразия и механизмов его поддержания;
– исследование продукционных процессов;
– исследования процессов в биосфере для поддержания ее устойчивости;
– моделирование состояния экосистем и биосферных процессов.

2.      Значение экологического образования в наше время.

Экологическое образование предназначено развить и закрепить более совершенные стереотипы поведения людей, направленного на:                                                                                   1) экономию природных ресурсов;                                                                                                         2) предотвращение неоправданного загрязнения окружающей среды;                                                 3) повсеместное сохранение естественных экосистем;                                                                          4) уважение к принимаемым международным сообществом нормам поведения и сосуществования;                                                                                                                                      5) формирование сознательной готовности к активному личному участию в осуществляемых природоохранных мероприятиях и посильной их финансовой поддержке; 6) содействие проведению совместных природоохранных действий и осуществлению единой экологической политики в СНГ.

В настоящее время нарушение экологических законов можно остановить, только подняв на должную высоту экологическую культуру каждого члена общества, а это возможно сделать, прежде всего, через образование, через изучение основ экологии.

3.      История развития экологии как науки.

В истории развития экологии можно выделить три основных этапа.

Первый этап — зарождение и становление экологии как науки (до 60-х гг. XIX в.). На этом этапе накапливались дан­ные о взаимосвязи живых организмов со средой их обита­ния, делались первые научные обобщения.

Второй этап — оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (после 60-х гг. XIX в.). Начало этапа озна­меновалось выходом работ русских ученых К. Ф. Рулье (1814—1858), Н. А. Северцова (1827—1885), В.В.Докучаева (1846—1903), впервые обосновавших ряд принципов и поня­тий экологии, которые не утратили своего значения и до на­стоящего времени.

Во второй половине XX в. в связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды и резким усилением воз­действия человека на природу экология приобретает особое значение.

Начинается третий этап (50-е гг. XX в. — до настояще­го времени) — превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружаю­щей человека среды. Из строгой биологической науки эко­логия превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социо­логии, теории культуры, экономики...».

4.      Понятие о среде обитания и экологических факторах.

Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие.

Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания.

Отдельные свойства и элементы среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами. Все экологические факторы можно разделить на три большие группы:

        Абиотические факторы — это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм. (Свет, температура, ветер, воздух, давление, влажность и т. д.). Например: накопление в почве токсичных и химических элементов, пересыхание водоёмов во время засухи, увеличение продолжительности светового дня.

        Биотические факторы — это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. (Влияние растений и животных на других членов биогеоценоза) Например: разрушение почвы кабанами и кротами, уменьшение численности белок в неурожайные годы.

        Антропогенные (антропические) факторы — это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.

5.      Биологический оптимум.

Биологический оптимум - это сочетание интенсивности факторов, соответствующее наилучшим показателям для жизнедеятельности организма.                                                       Часто в природе бывает так, что одни экологические факторы находятся в изобилии (например, вода, свет), а другие в недостаточных количествах.
Факторы, снижающие жизнеспособность организма, называют ограничивающими.           Ограничивающим фактором может быть не только недостаток, но и избыток. Для каждого организма существует наиболее подходящее сочетание абиотических и биотических факторов, оптимальное для его роста, развития и размножения. Наилучшее сочетание условий называют биологическим оптимумом. 

6.      Ограничивающий фактор среды.

На организм одновременно влияют многочисленные разнообразные и разнонаправленные факторы среды. В природе сочетание всех воздействий в их оптимальных, наиболее благоприятных значениях практически невозможно. Поэтому даже в местообитаниях, где наиболее благоприятно сочетаются все (или ведущие) экологические факторы, каждый из них чаще всего несколько отклоняется от оптимума. Для характеристики действия факторов внешней среды на животных и растения существенно, что по отношению к одним факторам организмы обладают широким диапазоном выносливости и выдерживают значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины.                                                                                                                                           Многие факторы становятся ограничивающими в период размножения. Пределы выносливости для семян, яиц, эмбрионов, личинок обычно уже, чем для взрослых растений и животных. Например, многие крабы могут заходить в реки далеко вверх по течению, но их личинки в речной воде развиваться не могут. Ареал промысловых птиц часто определяется влиянием климата на яйца или птенцов, а не на взрослых особей.      Выявление ограничивающих факторов очень важно в практическом отношении. Так, пшеница плохо растет на кислых почвах, а внесение в почву извести позволяет значительно повысить урожайность.

7.      Типы взаимодействий между организмами.

Выделяют 9 типов наиболее важных взаимодействий между видами (по  Ю. Одуму, 1986):

        нейтрализм(00)- ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них;

        Взаимное конкурентное подавление (--) - обе популяции взаимно подавляют друг друга;

        Конкуренция из-за ресурсов (--) - каждая популяция неблагоприятно воздействует на другую при недостатке пищевых ресурсов;

        Аменсализм (-0) - одна популяция подавляет другую, но сама при этом не испытывает отрицательного влияния;

        Паразитизм (+ - ) -популяция паразита наносит вред популяции хозяина;

        Хищничество (+ -) - одна популяция неблагоприятно воздействует на другую в результате прямого нападения, но зависит от другой;

        Комменсализм (+0) - одна популяция извлекает пользу от объединения с другой, а другой популяции это объединение безразлично;

        Протокооперация (+ +) -обе популяции получают пользу от объединения;

        Мутуализм (+ +) - связь благоприятна для роста и выживания отдельных популяций, причём в естественных условиях ни одна из них не может существовать без другой.

8.      Экологическая ниша.

Совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Это понятие применяется обычно при исследовании взаимоотношений экологически близких видов, связанных пищевой цепью. Занимая свою нишу в составе биогеоценоза, вид вступает в конкурентные взаимоотношения с другими видами природного сообщества, борясь за пищу и другие жизненные условия. Так, обыкновенная лисица, занимающая нишу универсального хищника в разнообразных лесах умеренного климата, является естественным обитателем этих биоценозов. В то же время, переселённая сюда человеком её ближайшая родственница – енотовидная собака, обитавшая в дальневосточных смешанных лесах, приспособленная к определённому набору пищи и обладающая другими способами её добывания, существенно вредит в новых местообитаниях, уничтожая в значительных количествах кладки наземно-гнездящихся и водоплавающих птиц, которым обыкновенная лисица наносит значительно меньший урон, т.к. это не является её основной добычей в данный период.

9.      Закон толерантности.

Закон экологического оптимума В. Шелфорда

Лимитирующий фактор процветания организма может быть как минимумом, так и максимумом экологического фактора, диапазон между которыми определя6ет пределы толерантности организма к данному фактору. Организм может иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого.

Организм с широкими границами по большинству экологических факторов обычно широко распространен (например, воробей). Если условия по одному фактору не оптимальны, то может снизиться предел устойчивости к другому экологическому фактору (например, при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков).

10. Основные показатели популяций.

Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей — статические и динамические.

Состояние популяции на данный момент времени характеризуют статические показатели. К ним относятся следующие:                                                                                                   Численность — общее количество особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, он зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.                           Плотность популяции — среднее число особей (или биомассы) на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности. В случае возрастания последней плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение ее, т.е. расширение ареала.

Динамические показатели популяции включают рождаемость, смертность, прирост и темп роста популяции.                                                                                                                     Рождаемость (плодовитость) — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению. Она характеризуется так называемым биотическим потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем. Это важнейший, хотя и условный, показатель имеет самые различные значения. Удивительный факт: один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земную поверхность, если все семена прорастут. На практике такая громадная плодовитость никогда не реализуется.                                                                                                                                        Смертность популяции — число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее.                                                                                 Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.                                                                                           Темп роста популяции — средний прирост ее за единицу времени.