В природе существует хрупкое равновесие между популяциями (от лат. «население») растений и животных. Есть несколько естественных способов регулирования численности популяций. О некоторых мы расскажем на этой странице. Эти способы не имею отношения к численности населения, которое быстро растет и этим нарушает природное равновесие, угрожает катастрофическими последствиями для нашей планеты
Регулирование численности в популяциях
В животном мире из-за постоянной борьбы за выживание поддерживается относительно устойчивое равновесие численности. Отношения хищник - добыча и борьба за территорию помогают регулировать численность в популяциях, что хорошо видно на примере африканских саванн.
Борьба за территориальные факторы
Всем живым организмам необходимы пища, убежище и жизненное пространство. Чтобы получить их, многие животные обживают определенную территорию (это относится и к отдельным особям, и к социальным группам) достаточную для удовлетворения всех их нужд. Эту территорию они защищают от вторжения других животных своего вида, и в результате общая численность популяции сохраняется.
Экологическая ниша
Роль каждого животного в сообществе, включая то, что он ее где живет и его место в , называют его экологической нишей. Разные виды животных и растений не могут ужиться в одной нише: между ними начинается борьба за источники пищи и жизненное пространство - до тех пор, пока один из видов не будет вытеснен из ниши. Иногда кажется, что два разных животных поселяются в одной нише, но пристальное наблюдение показывает, что на самом деле они две перекрывающие друг друга, но самостоятельные ниши.
Хищники
Хищники - это животные, которые питаются другими животными. Их роль жизненно важна в любой экосистеме: они регулируют численность травоядных и более мелких хищников, которых поедают.
Наблюдение за хищникам
Понаблюдайте за хищниками вокруг вас. Последите за домашней кошкой, когда она подкрадывается к жертве: охотничьими повадками она очень напоминает своих гораздо более крупных африканских родичей. Другие хищники, интересные для наблюдений, - хищные птицы, например ястреб и пустельга. Пустельга, выслеживающая своих жертв - мелких млекопитающих. Мелкие хищные птицы часто охотятся возле дорог и в открытых местах.
Кормушки для птиц
Кормушки могут собрать у вас в саду или прямо на подоконнике настоящее птичье царство. Понаблюдайте за излюбленной пищей птиц каждого вида, связанной с особенностями тех экологических ниш, в которых они обитают. Предложите птицам разную пищу, например орехи, семена или мясо, чтобы узнать, какой вид что предпочитает. Подкармливая птиц зимой, вы поможете им выжить. Понаблюдайте, какие кормушки больше нравятся птицам: например, подвесные коробочки с орехами или половинки кокосового ореха - и посмотрите, как едят разные виды птиц.
Проблема народонаселения
Численность народонаселения в наши дни составляет более 5 млрд. человек и продолжает быстро расти (см. статью « «). Рост населения и активное разрушение человеком окружающей среды смертельно угрожает природе и всем её обитателям. Подсчитано, что на нашей планете из-за быстрого разрушения привычной среды обитания вымирает один из видов растений и животных. Индийский тигр (Индия и Юго-Восточная Азия), Орлан (Европа, в основном Норвегия), медицинская пиявка (Западная и Южная Европа) — это лишь немногие из исчезающих видов животных.
Угроза среде обитания и дикой природе
Быстрый рост городов, интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства и массовая вырубка лесов разрушают среду обитания. Когда она окончательно исчезнет, вместе с ней исчезнут и многие виды растении и животных. К примеру, такие важнейшие экологические зоны, как моря, болота и мангровые леса, загрязняются и гибнут с тревожной скоростью. Тяга к редким и экзотическим вещам, например к дорогим мехам и украшениям из кости, ежегодно приводит к гибели миллионов животных. Множество животных вылавливают для зоопарков, для разных развлечений, а также для промышленного использования и медицинских исследований. Многие животные, например гепард и полярный медведь, встречаются теперь очень редко. Огромный ущерб животному миру наносит законная, а чаше незаконная торговля животными.
Природу надо спасать
Спасение или охрана животного и растительного мира актуальна сейчас как никогда. Международные соглашения в этой области часто не выполняются. Мы должны сохранить исчезающие виды и среды обитания. В конце концов, это необходимо, чтобы доказать самим себе, что мы еще можем повлиять на окружающую среду и спасти природу от гибели. Гигантская панда - эмблема Всемирного фонда охраны природы (прежнее его название - Всемирный фонд охраны живой природы). С 1961 г. этот фонд активно борется за сохранение и спасение живой природы и окружающей среды.
Как сохранить исчезающие виды
В каждой стране мира есть свои исчезающие виды животных и растений. Узнайте, каким из них в вашей местности угрожает опасность. Обратитесь в ваши экологические организации. Вы можете помочь им проводить компании по защите этих видов от исчезновения можно создать и собственную экологическую группу, которая будет информировать население обо всех этих экологических проблемах. Другой путь сохранения редких и исчезающих видов - охрана природной среды их обитания. Вы можете выкопать пруд или организовать небольшой заповедник. Очень легко устроить заповедный уголок на лугу. Это позволит сохранить многие виды насекомых и редких полевых цветов. Если у вас есть сад, оставьте в нем уголок невозделанной земли, и он быстро станет заповедной лужайкой. Если вы живете по соседству с парком, попросите у его администрации разрешения устроить там заповедную лужайку.
Статья 43. Защита охотничьих ресурсов от болезней
1. Защита охотничьих ресурсов от болезней осуществляется в соответствии с настоящим Федеральным законом и законодательством Российской Федерации о ветеринарии.
2. К ветеринарно-профилактическим и противоэпизоотическим мероприятиям относятся проведение учета и изъятие особей диких животных, инфицированных заразными болезнями, использование ветеринарных препаратов, в том числе посредством их добавления в корм диким животным, а также другие мероприятия, перечень которых утверждается уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
3. Проведение мероприятий по защите охотничьих ресурсов от болезней в закрепленных охотничьих угодьях обеспечивается юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, заключившими охотхозяйственные соглашения.
Статья 44. Предупреждение гибели охотничьих ресурсов при осуществлении сельскохозяйственной и иной деятельности
При осуществлении сельскохозяйственной и иной деятельности строительство объектов, эксплуатация транспортных средств, внедрение новых технологических процессов, применение ядохимикатов должны осуществляться с соблюдением утвержденных Правительством Российской Федерации требований о предотвращении гибели охотничьих ресурсов.
Статья 45. Мероприятия по сохранению охотничьих ресурсов при возникновении чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера
Мероприятия по сохранению охотничьих ресурсов при возникновении чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера проводятся в соответствии с Федеральным законом от 21 декабря 1994 года N 68-ФЗ "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера".
Статья 46. Воспроизводство охотничьих ресурсов
1. Воспроизводство охотничьих ресурсов осуществляется в целях поддержания или увеличения численности охотничьих ресурсов и в целях, установленных статьями 49 и 50 настоящего Федерального закона.
2. Воспроизводство охотничьих ресурсов осуществляется путем естественного, искусственного или комбинированного воспроизводства охотничьих ресурсов.
Статья 47. Биотехнические мероприятия
1. К биотехническим мероприятиям относятся меры по поддержанию и увеличению численности охотничьих ресурсов.
2. Проведение биотехнических мероприятий в закрепленных охотничьих угодьях обеспечивается юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, заключившими охотхозяйственные соглашения.
Статья 48. Регулирование численности охотничьих ресурсов
1. Регулирование численности охотничьих ресурсов осуществляется в целях поддержания численности охотничьих ресурсов, предотвращения возникновения и распространения болезней охотничьих ресурсов, нанесения ущерба здоровью граждан, объектам животного мира и среде их обитания.
2. Регулирование численности охотничьих ресурсов осуществляется на основании решений органов государственной власти в пределах их полномочий, определенных в соответствии со статьями 32 - 34 настоящего Федерального закона. В таких решениях содержатся сведения о видах, поле, возрасте охотничьих ресурсов, численность которых регулируется, сроках и способах такого регулирования, об орудиях охоты, применяемых при регулировании численности охотничьих ресурсов.
3. Решения органов государственной власти о регулировании численности охотничьих ресурсов принимаются на основе данных о численности охотничьих ресурсов, об их размещении в охотничьих угодьях, о динамике их состояния и других данных государственного мониторинга охотничьих ресурсов и среды их обитания, документированной информации, содержащейся в государственном охотхозяйственном реестре, данных федерального государственного статистического наблюдения в области охоты и сохранения охотничьих ресурсов.
4. Проведение мероприятий по регулированию численности охотничьих ресурсов в закрепленных охотничьих угодьях обеспечивается юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, заключившими охотхозяйственные соглашения.
5. Регулирование численности охотничьих ресурсов должно осуществляться способами, исключающими нанесение ущерба другим объектам животного мира.
6. Форма и порядок принятия решений о регулировании численности охотничьих ресурсов устанавливаются уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
Статья 49. Содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания
2. Содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания осуществляются юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, зарегистрированными в Российской Федерации в соответствии с Федеральным законом "О государственной регистрации юридических лиц и индивидуальных предпринимателей", на основании охотхозяйственных соглашений и при наличии разрешений на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания, которые выдаются на срок действия охотхозяйственных соглашений.
3. Бланк разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания является документом строгой отчетности, имеет учетные серию и номер.
4. В разрешении на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания указываются сведения о юридическом лице или об индивидуальном предпринимателе, которым оно выдано, виды и цели деятельности, относящейся к содержанию и разведению охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания, условия содержания и разведения охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания, условия доставки охотничьих ресурсов заказчику или размещения их в среде обитания, порядок размещения охотничьих ресурсов в среде обитания.
5. Заявление о получении разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания и прилагаемые к нему документы рассматриваются в течение десяти дней со дня их подачи. По результатам этого рассмотрения принимается решение о выдаче такого разрешения или об отказе в его выдаче. Основания и порядок принятия решения об отказе в выдаче разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания устанавливаются в соответствии с частями 8 и 9 настоящей статьи.
6. Разрешение на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания является действительным с момента его регистрации в государственном реестре разрешений на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания.
7. Выданное юридическому лицу или индивидуальному предпринимателю разрешение на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания аннулируется в случае:
1) несоответствия данного лица требованиям частей 1 и 2 настоящей статьи;
2) подачи данным лицом заявления об аннулировании такого разрешения;
3) ликвидации юридического лица или смерти индивидуального предпринимателя.
8. В решении об аннулировании разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания указываются обстоятельства, послужившие основанием для его принятия, с обязательной ссылкой на соответствующие положения части 7 настоящей статьи. В течение одного рабочего дня со дня принятия решения об аннулировании такого разрешения копия данного решения направляется лицу, разрешение которого в соответствии с данным решением аннулировано.
9. Разрешение на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания признается аннулированным со дня внесения сведений о его аннулировании в государственный реестр разрешений на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания.
10. Лицо, которому отказано в выдаче разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания или разрешение которого было аннулировано, вправе обжаловать соответствующее решение в судебном порядке.
11. Порядок подачи заявления о получении разрешения на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания, перечень документов, представляемых одновременно с ним, порядок принятия решений о выдаче такого разрешения или об отказе в его выдаче, порядок аннулирования такого разрешения, ведения государственного реестра разрешений на содержание и разведение охотничьих ресурсов в полувольных условиях и искусственно созданной среде обитания, форма такого разрешения устанавливаются уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
Статья 50. Акклиматизация, переселение, гибридизация охотничьих ресурсов
1. Акклиматизация, переселение, гибридизация охотничьих ресурсов проводятся в целях расселения охотничьих ресурсов в новой для них среде обитания и обеспечения сохранения их видового разнообразия.
2. Акклиматизация, переселение, гибридизация охотничьих ресурсов осуществляются юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, зарегистрированными в Российской Федерации в соответствии с Федеральным законом "О государственной регистрации юридических лиц и индивидуальных предпринимателей", при наличии разрешений на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов, которые выдаются на срок не менее чем один год.
3. Расселение охотничьих ресурсов в новой для них среде обитания проводится на основе научно обоснованных рекомендаций.
4. Бланк разрешения на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов является документом строгой отчетности, имеет учетные серию и номер.
5. В разрешении на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов указываются сведения о юридическом лице или об индивидуальном предпринимателе, которым оно выдано, об охотничьих угодьях и иных территориях, в которых проводятся акклиматизация, переселение, гибридизация охотничьих ресурсов, о видах и целях акклиматизации, переселения, гибридизации охотничьих ресурсов, об условиях акклиматизации, переселения, гибридизации охотничьих ресурсов, их доставки для расселения в среде обитания.
6. Положения частей 5 - 10 статьи 49 настоящего Федерального закона применяются в отношении разрешений на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов.
7. Порядок подачи заявления о получении разрешения на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов, перечень документов, представляемых одновременно с таким заявлением, порядок принятия решения о выдаче такого разрешения или об отказе в его выдаче, порядок аннулирования такого разрешения, ведения государственного реестра разрешений на проведение акклиматизации, переселения или гибридизации охотничьих ресурсов, форма такого разрешения устанавливаются уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
Статья 51. Зоны охраны охотничьих ресурсов
1. В целях сохранения охотничьих ресурсов в соответствии с Лесным кодексом Российской Федерации и другими федеральными законами создаются особо защитные участки лесов и другие зоны охраны охотничьих ресурсов, в которых их использование ограничивается.
2. Обозначение на местности границ зон охраны охотничьих ресурсов, в том числе посредством специальных информационных знаков, осуществляется в порядке, установленном уполномоченным федеральным органом исполнительной власти.
Статья 52. Требования к сохранению охотничьих ресурсов и среды их обитания при осуществлении градостроительной деятельности
При осуществлении градостроительной деятельности (территориальном планировании, градостроительном зонировании, планировке территории, архитектурно-строительном проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства) должны применяться меры по сохранению охотничьих ресурсов и среды их обитания.
Глава 11. СОЗДАНИЕ ОХОТНИЧЬЕЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ И ОКАЗАНИЕ
Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Алтайский Государственный Колледж»
Индивидуальный проект
«Среда обитания и среды жизни: сходства и различия»
Проект приготовил:
Студент группы № ЭМ-601р
Надыров Михаил Алексеевич
Паспорт проекта
Целью составления проекта является изучение и сравнение среды обитания и среды жизни.
Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи:
) Расширить познавательный кругозор и интерес учащегося к экологии;
) Способствовать развитию логического и аналитического мышления, сформировать в процессе работы поисковые и исследовательские навыки;
) Оформить данный материал в виде презентации.
Дисциплина: Экология;
Тип проекта: Информационный;
Срок реализации: 1 год;
Продукт проектной деятельности: Презентация к уроку по теме «Среда обитания и среды жизни: сходства и различия» для наглядного ознакомления студентов с экологией.
Введение
Глава 1. Понятие о среде обитания и среды жизни
Глава 2. Факторы среды обитания
Глава 3. Среды жизни
1 Водная среда жизни
2 Наземно-воздушная среда жизни
3 Почвенная среда
4 Организменная среда
Заключение
Список литературы
Введение
Слово « экология» образовано от греческого «oikos», что означает дом (жилище, местообитание, убежище), и «logos» - наука. В настоящее время исследователи считают, что экология - это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.
Среда - все, что окружает организмы, прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение.
На Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что обеспечивает разнообразие экологических ниш и их "заселение". Однако, не смотря на это разнообразие, различают четыре качественно различные среды жизни, обладающие специфическим набором экологических факторов, а, следовательно - требующих и специфического набора адаптаций.
Глава 1. Понятие о среде обитания и среды жизни
Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком в результате его хозяйственной деятельности. К окружающей среде относится вся природная среда (возникшая на Земле вне зависимости от человека) и техногенная среда (созданная человеком). Понятие окружающая среда было введено биологом Я. Юкскюлем, который считал, что живые существа и среды их обитания взаимосвязаны между собой и образуют вместе единую систему - окружающую нас действительность. В процессе приспособления к окружающей среде организм, взаимодействуя с ней, отдает и принимает различные вещества, энергию, информацию. Окружающая среда - это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние и функционирование. Среда, обеспечивающая возможность жизни организмов на Земле, очень разнообразна.
На нашей планете можно выделить четыре качественно отличные среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную и живые организмы. Сами среды жизни также очень разнообразны. Например, вода как среда жизни может быть морской или пресной, текучей или стоячей. В этом случае говорят о среде обитания. Например, озеро является средой обитания - водной среде. Организмы обитающие в водной среде - гидробионты по месту обитания подразделяются: на нектон, планктон и бентос. Нектон - это совокупность плавающих, свободно перемещающихся организмов. Они способны преодолевать большие расстояния и сильные течения (киты, рыбы, и др). Планктон - это совокупность плавающих организмов, которые перемещаются главным образом с помощью течений, не способны к быстрым перемещениям (водоросли, простейшие, ракообразные). Бентос -совокупность организмов, обитающих на дне водоемов медленно передвигающиеся или прикрепленные (водоросли, актиния и т.д.) В свою очередь, в средах обитания различают местообитания. Так, в водной среде жизни, в среде обитания - озере, можно выделить местообитания: в толще воды, на дне, у поверхности и т.д. В водной среде обитают около 150 000 видов. Основные абиотические факторы водной среды: температура воды, плотность и вязкость воды, прозрачность воды, соленость воды, световой режим, кислород, кислотность воды. Водные организмы обладают меньшей экологической пластичностью, чем наземные, так как вода - более стабильная среда, и факторы ее претерпевают сравнительно незначительные колебания. Одной из особенностей водной среды является наличие в ней большого количества мелких частиц органического вещества - детрита, образующегося за счет отмирающихся растений и животных. Детрит для многих водных организмов представляет собой высококачественную пищу, поэтому некоторые из них, так называемые биофильтраторы, приспособлены добывать его с помощью специальных микропористых структур, процеживая воду и задерживая взвешенные в ней частицы. Такой способ питания называется фильтрацией: к биофильтраторам относятся двустворчатые моллюски, сидячие иглокожие, асцидии, планктонные ракообразные и другие. Животные - биофильтраторы играют большую роль в биологической очистке водоемов.
Организмы обитающие на поверхности Земли, окружены газообразной средой, характеризующейся низкой влажностью, плотностью и давлением, а также высоким содержанием кислорода. Действующие в наземно-воздушной среде экологические факторы отличаются рядом специфических особенностей: по сравнению с другими средами свет здесь действует интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность значительно изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Воздействие почти всех перечисленных факторов тесно связано с движением воздушных масс - ветрами. У организмов - обитателей наземно-воздушной среды в процессе эволюции выработались специфические анатомо-морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации. У них появились органы, обеспечивающие непосредственное усвоение атмосферного воздуха; сильное развитие получили скелетные образования, поддерживающие тело в условиях незначительной плотности среды; вырабатывались сложных приспособления для защиты от неблагоприятных факторов; установилась более тесная связь с почвой; выработалась большая подвижность животных в поисках пищи; появились летающие животные и переносимые воздушными течениями плоды, семена, пыльца растений. Для наземно-воздушной среды характерна четко выраженная зональность; различают широтные и меридиональные, или долготные природные зоны. Первые тянутся с западе на восток, вторые с севера на юг.
Почва как среда жизни обладает своеобразными биологическими особенностями, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Почвенные организмы по степени связи со средой обитания разделяются на три основные группы:
геобионты- постоянные обитатели почвы, весь цикл их развития протекает в почве (дождевые черви);
геофилы - животные, у которых только часть цикла развития проходит в почве. К ним относятся большинство насекомых: саранчовые, комары, долгоножки, жуки и т.д.;
геоксены - животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (таракановые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах).
По размерам и степени подвижности почвенные обитатели делятся на группы:
микробиота - почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи (зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, грибы, простейшие);
Мезобиота - сравнительно мелкие подвижные животные насекомые, дождевые черви и другие животные вплоть до роющих позвоночных;
макробиота - крупные относительно подвижные насекомые, дождевые черви и другие животные (роющие позвоночные).
Верхние слои почвы содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву, создавая определенную структуру, а вместе с тем и условия для жизни других организмов. Количество организмов в почве огромно, однако в связи со сглаженностью экологических условий все они отличаются «выравненностью группового состава», кроме того, для них характерна повторяемость в различных климатических зонах.
Глава 2. Факторы среды обитания
Все условия живой и неживой природы, которые окружают организм и прямо или косвенно влияют на его состояние, развитие, выживание, размножение входят в понятие среды обитания организма
Окружающая среда - это пища и вода, воздух для дыхания, климатические факторы, субстрат, почва, растительные и животные организмы и всё другое, без чего не может существовать данный организм. Отдельные элементы среды, действующие на организм, называют экологическими факторами. Их различают две группы факторов абиотические и биотические, то есть факторы неживой и живой природы. Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.
Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга.
Огромное значение среди абиотических (физических) факторов среды отводится климату. Климат определяется многими показателями, важнейшие из которых: свет, температура и влажность. Кроме того, во многих местообитаниях организмы сильно зависят от кислотности и солёности среды обитания, от влияния воздушных и водных течений, от содержания кислорода в среде и др.
В свою очередь жизнедеятельность организмов оказывает влияние на физическую среду. Организмы постоянно изменяют физическую и химическую природу веществ, отдавая в среду новые соединения и источники энергии. Так, состав морской воды и донных илов в значительной мере определяется активностью морских организмов.
Организмы контролируют даже состав атмосферы. Существенно влияют организмы и на свойства почвы. Корни растений проникают в трещинки, и даже самые маленькие из них способствуют измельчению породы. Бактерии и грибы ускоряют выветривание горных пород. Грибы выделяют кислоты, растворяющие минеральные вещества, которые затем вымываются из породы, ослабляя её кристаллическую структуру и ускоряя разрушение. Животные также участвуют в процессе почвообразования, прорывая в земле норы и ходы, вытаптывая её, а также внося в неё свои изменения.
Таким образом, ясно, что сообщества организмов и их среда обитания развиваются как единое целое.
Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию.
обитание животное почвенный жизнь
Глава 3. Среды жизни
1 Водная среда жизни
По мнению большинства авторов, изучающих возникновение жизни на Земле, эволюционно первичной средой жизни была именно водная среда. Этому положению мы находим не мало косвенных подтверждений. Прежде всего, большинство организмов не способны к активной жизнедеятельности без поступления воды в организм или, по крайней мере, без сохранения определенного содержания жидкости внутри организма. Внутренняя среда организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты той среды, в которой происходила эволюция первых организмов.
Пожалуй, главной отличительной особенностью водной среды является ее плотность и вязкость. Плотность воды примерно в 1000 раз выше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно, активно движущиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивления, что приводит к снижению энергозатрат на плавание.
Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и связана с силами гравитации. Поэтому есть целая группа водных организмов (как растений, так и животных), существующих без обязательной связи с дном или другим субстратом, "парящих" в водной толще.
2 Наземно-воздушная среда жизни
Наземно-воздушная среда характеризуется огромным разнообразием условий существования, экологических ниш и заселяющих их организмов. Надо отметить, что организмы играют первостепенную роль в формировании условий наземно-воздушной среды жизни, и прежде всего - газового состава атмосферы. Практически весь кислород земной атмосферы имеет биогенное происхождение.
Основными особенностями наземно-воздушной среды является большая амплитуда изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Высокое содержание кислорода в атмосфере (около 21%) определяет возможность формирования высокого (энергетического) уровня обмена веществ.
Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью. Это обстоятельство во многом ограничивало возможности освоения наземно-воздушной среды.
3 Почвенная среда
Почва является результатом деятельности живых организмов. Заселявшие наземно-воздушную среду организмы приводили к возникновению почвы как уникальной среды обитания. Почва представляет собой сложную систему, включающую твердую фазу (минеральные частицы), жидкую фазу (почвенная влага) и газообразную фазу. Соотношение этих трех фаз и определяет особенности почвы как среды жизни.
Важной особенностьюпочвы является также наличие определенного количества органического вещества. Оно образуется в результате отмирания организмов и входит в состав их выделений.
Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы как ее насыщенность воздухом, влажность, теплоемкость и термический режим. Термический режим, по сравнению с наземно-воздушной средой, более консервативный, особенно на большой глубине. В целом, почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни. Вертикальные различия характерны и для других свойств почвы, например, проникновение света, естественно, зависит от глубины. Многие авторы отмечают промежуточность положения почвенной среды жизни между водной и наземно-воздушной средами. В почве возможно обитание организмов, обладающих как водным, так и воздушным типом дыхания. Микроорганизмы встречаются по всей толще почвы, а растения (в первую очередь, корневые системы) связаны с наружными горизонтами. Для почвенных организмов характерны специальные органы и типы движения - это формы тела (округлая, вольковатая, червеобразная); прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов.
4 Организменная среда
Использование одних организмов другими в качестве среды обитания - явление древнее и широко распространенное в природе.
Заключение
В заключении хотел бы сказать, что среда обитания это то, что окружает организм и влияет (прямо или косвенно) на его жизнедеятельность (состояние, развитие, выживание и размножение), носит название «среда обитания». Это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.
Если происхождение природных явлений не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов, то мы имеем дело со средой абиотической, т.е. неживой.
В противном случае, когда силы и явления природы обязаны своим происхождением жизнедеятельности организмов, среда обитания носит название биотической - это живая среда обитания.
Не смотря на то, что мир в 21 веке очень быстро развивается, создает новые технологии, природе, и, в частности живым организмам угрожает опасность.
Экология, к сожалению только ухудшается. Множество фабрик, заводов, промышленных производств, пренебрегая фильтрами, выбрасывают в атмосферу и биосферу колоссальное количество вредных частиц и реагентов.
Наша планета под угрозой. Бесчисленная вырубка лесов, слив канализационных вод в водоёмы, уменьшение запасов пресной воды, повышение(понижение) уровня морей и океанов…Этот список можно продолжать бесконечно.
Организмам тяжело приспосабливаться к постоянным переменам температуры, влажности, климата, рельефа. Исчезают многие виды, повысилась частота мутаций.
Мы должны заботиться о своей планете и об её обитателях.
Список литературы
1)Высоцкий Сергей Среда обитания; Молодая гвардия - , 2014. - 254 c.
)Высоцкий Сергей Среда обитания; Сигма-пресс - Москва, 2013. - 652 c.
)Бродский, А.К. Общая экология / А.К. Бродский. - М.:Издательский центр «Академия», 2007. - 256 с
)Коробкин, В.И. Экология / В.И.Коробкин, Л.В. Передельский. - Ростов н/Д: Феникс, 2009. - 602 с.
)Еременко Е.С. Вред курения. - М.: РЦЗД РАМН, 2016. - 115с.
Экология. Под ред. проф. В.В. Денисова. Ростов-н/Д.: ИКЦ «МарТ», 2006. - 768 с.
Экологические факторы — это отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов.
Экологические факторы классифицируют на абиотические, биотические, антропогенные и т.д.
Абиотические факторы — компоненты неживой природы. К ним относят:
- климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.),
- геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.),
- орографические (рельеф местности),
- эдафические , или почвенно-грунтовые (плотность, структура, pH, гранулометрический состав, химический состав и др.),
- гидрологические (вода, течение, соленость, давление и др.).
Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие, взаимоотношения между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). При этом взаимоотношения могут быть:
- внутривидовыми (взаимодействия между особями одного вида),
- межвидовыми (между особями разных видов).
По типу взаимодействия различают:
В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на:
- фитогенные (влияние растений),
- зоогенные (животных),
- микробогенные (микроорганизмов).
Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, вырубка лесов, загрязнение, эрозия почв и др.). При этом различается воздействие человека как биологического организма и его хозяйственная деятельность (техногенные факторы ).
Экологические факторы могут оказывать на организм прямое и косвенное воздействие. Косвенное воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может вызвать ожог (прямое воздействие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).
Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью в пространстве и во времени. Одни из них относительно постоянны (например, сила тяготения, солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (например, температура и влажность воздуха, сила ветра).
Изменения факторов среды могут быть периодическими и непериодическими. Периодические факторы регулярно повторяются во времени (например, изменение температуры воздуха и освещенности в течение суток или года). Непериодические факторы не имеют периодичности (например, извержение вулкана, нападение хищника). Периодические факторы делят на первичные и вторичные. Первичные периодические факторы связаны с космическими причинами (освещенность, приливы, отливы и др.). Вторичные периодические факторы возникают как следствие действия первичных факторов (температуре, количество осадков, биомасса, продуктивность и др.).
В природе экологические факторы действуют совместно, т.е. комплексно. Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называет условиями жизни .
Адаптации
В процессе эволюции у организмов выработались различные приспособления к среде обитания — адаптации . Они проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации — одно из основных свойств живой материи, обеспечивающее возможность ее существования. Адаптации развиваются под действием трех основных факторов: наследственности, изменчивости и естественного (а также искусственного) отбора.
Существуют три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный, пассивный, избегание неблагоприятных воздействий.
Активный путь — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.
Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т.д.).
Избегание неблагоприятных воздействий — выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.
Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.
Типы адаптаций
Адаптации можно подразделить на три типа: морфологические, физиологические и отологические.
Морфологические адаптации сопровождаются изменением в строении организма (например, видоизменение листа у растений пустынь). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определенных жизненных форм.
Физиологические адаптации сопровождаются изменением в физиологии организмов (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира).
Этологические адаптации заключаются в изменениях в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период). Данный тип адаптации характерен для животных.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
ЧТО ИЗУЧАЕТ ЭКОЛОГИЯ
В последнее время слово "экология" стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин используют в сочетании с такими словами, как "общество", "семья", "культура", "здоровье". Неужели экология столь обширная наука, что способна охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством? Можно ли дать конкретный ответ на вопрос -- что же изучает эта наука?
С первых шагов своего развития человек неразрывно связан с природой. Он всегда находился в тесной зависимости от растительного и животного мира, от их ресурсов и был вынужден повседневно считаться с особенностями распределения и образа жизни зверей, рыб, птиц и др. Конечно, представления древнего человека об окружающей среде не носили научного характера и были не всегда осознанными, но с течением времени именно они послужили источником накопления экологических знаний.
Уже в самых древних рукописях не только упоминаются различные животные и растения, но приведены и некоторые сведения об их образе жизни, о значении окружающей среды обитания для организмов, в том числе и для человека.
Термин экология был предложен в 1866 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем. Слово "экология" (от греч. ойкос -- дом, жилище, родина и логос -- наука) означает дословно"наука о доме, о месте своей жизни". В более общем смысле экология -- это наука, изучающая взаимоотношения организмов с окружающей их средой обитания (в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).
В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в XX в. А по-настоящему большое значение экологии как науки стали понимать недавно. Этому есть объяснение, которое связано с тем, что рост численности населения Земли и усиливающееся воздействие на природную среду поставили человека перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа. Экология как раз и изучает эти проблемы.
Идеи экологии как фундаментальной научной дисциплины имеют очень важное значение. И если мы признаём актуальность этой науки, нам надо научиться правильно пользоваться ее законами, понятиями, терминами. Ведь они помогают людям определять свое место в окружающей их среде, правильно и рационально использовать природные богатства.
Во второй половине XX в. происходит своего рода "экологизация" современных наук. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не только наносит вред окружающей среде, но, воздействуя на нее негативно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.
Если в период своего возникновения экология в основном изучала взаимоотношения организмов со средой и была составной частью биологии, то современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук. Среди них прежде всего биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура.
В настоящее время в экологии выделяют такие научные отрасли, как популяционная экология, географическая экология, химическая экология, промышленная экология, экология растений, животных, человека. В основе всех направлений современной экологии лежат фундаментальные биологические идеи об отношениях живых организмов с окружающей их средой.
Природа гораздо сложнее, чем мы можем себе это представить. Первый закон экологии гласит: "Что бы мы ни делали в природе, все вызывает в ней те или иные последствия, часто непредсказуемые" .
Следовательно, результаты нашей деятельности можно предвидеть, только всесторонне проанализировав ее влияние на природу. Для экологического анализа необходимо привлечь знания различных наук, чтобы понять, каким образом происходит воздействие человека на окружающую среду, и найти те пределы изменения условий, которые позволяют не допускать экологического кризиса. Таким образом, экология становится теоретической основой для рационального использования природных ресурсов.
Современная экология -- универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология -- наука будущего, и возможно, само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки.
ОРГАНИЗМЫ И СРЕДЫ ИХ ОБИТАНИЯ
СРЕДЫ ЖИЗНИ
Поверхность Земли (ее суша, воды) и окружающее воздушное пространство, населенные живыми организмами, образуют биосферу, то есть область жизни. Биосфера -- закономерный продукт эволюции Земли, в преобразованиях которой живое вещество играет огромную роль. К такому выводу пришел Владимир Иванович Вернадский. Исследуя химический состав и химическую эволюцию земной коры, он доказал, что они не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учета роли живого вещества в геохимической миграции атомов.
Биосфера характеризуется многообразием природных условий, зависящих от географической широты, рельефа местности, от сезонных изменений климата. Но основной источник разнообразия биосферы -- это деятельность самих живых организмов.
Между организмами и окружающей их неживой природой происходит непрерывный обмен веществ, и поэтому в каждый данный момент различные участки суши и моря отличаются друг от друга по физическим и химическим показателям.
В биосфере представлено более двух миллионов видов живых организмов. Многие виды включают в себя миллионы особей, определенным образом распределенных в пространстве. Каждый вид по-своему взаимодействует с окружающей средой. Деятельность живых организмов создает удивительное разнообразие окружающей нас природы. Оно и служит гарантией сохранения жизни на Земле.
В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и среду, образуемую самими живыми организмами.
Вода служит средой обитания многих организмов. Из водной среды они получают необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Водные организмы приспособлены к главным особенностям водной среды в своих способах движения, дыхания, питания и размножения.
Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, требует более высокого уровня организации живого.
Наиболее важным фактором жизни пребывающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо меньше плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани -- внутренний и наружный скелет. Формы движения наземных животных крайне разнообразны, например бег, прыжки, ползание, полет. По воздуху передвигаются птицы и летающие насекомые. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.
Почва -- верхний слой суши, образованный минеральными частицами, переработанными жизнедеятельностью живых существ. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями. Жизнь почвы необычайно богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие -- часть жизни. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и дышащие воздухом организмы. Огромную роль играет почва в жизни растений.
Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов. Очевидно, что жизнь внутри другого организма характеризуется большим постоянством по сравнению с жизнью в открытой среде. Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. Взамен органов чувств или органов движения у них возникают приспособления (часто весьма изощренные) для удержания себя в теле хозяина и эффективного размножения.
СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМОВ
Живые организмы не только испытывают влияние со стороны окружающей их среды, но сами активно влияют на среду своего обитания. В результате жизнедеятельности физические и химические свойства среды (газовый состав воздуха и воды, структура и свойства почвы, даже климат местности) могут заметно меняться.
Наиболее простым влиянием жизни на среду является механическое воздействие. Строя норы, прокладывая ходы, животные сильно изменяют свойства грунта. Почва изменяется и под действием корней высших растений, она уплотняется, становясь менее подверженной разрушению потоками воды или ветром.
Живущие в толще воды мелкие рачки, личинки насекомых, моллюски, многие рыбы имеют своеобразный тип питания -- фильтрацию. Постоянно пропуская воду через ротовой аппарат, эти животные непрерывно отцеживают из нее пищевые частицы, содержащиеся в твердых взвесях. Эта деятельность оказывает огромное воздействие на качество вод. Ее можно сравнитьс гигантским фильтром, ведущим постоянную очистку природных вод.
Однако влияние механического воздействия гораздо слабее воздействия организмов на физические и химические свойства среды. Наибольшая роль здесь принадлежит зеленым растениям, благодаря которым формируется химический состав атмосферы. Фотосинтез является главным поставщиком кислорода в атмосферу, обеспечивая тем самым жизнь многочисленным организмам, включая и человека.
Растения перемещают огромные массы воды и растворенных в ней веществ снизу вверх из почвенного раствора -- в корни, стебли, листья. Живые организмы оказываются важнейшим звеном в глобальном переносе химических элементов -- постоянно происходящем в биосфере круговороте веществ.
Организмы оказывают решающее влияние на состав и плодородие почв. Благодаря их деятельности, в частности переработке организмами мертвых корней, опавших листьев, иных омертвевших тканей, в почве образуется особое вещество -- гумус. В его образовании участвует огромное число организмов: бактерий, грибов, простейших клещей, многоножек, дождевых червей, насекомых и их личинок, пауков, моллюсков, кротов и других землероев. Питаясь, они не только преобразуют мертвое органическое вещество в гумус, но и перемешивают его, соединяют его с минеральными частицами, формируя тем самым почвенную структуру.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. УСЛОВИЯ СРЕДЫ
Экологическими факторами называют любые внешние факторы, оказывающие прямое или опосредованное влияние на численность (обилие) и географическое распространение животных, растений и других обитателей нашей планеты.
Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяют на три большие группы -- абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы -- это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность воздуха, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т. д. Эти факторы могут влиять на организм прямо, то есть непосредственно, например свет и тепло; либо косвенно, например рельеф, что обусловливает действие прямых факторов -- освещенности, увлажнения, ветра и прочих.
Антропогенные факторы -- это те формы деятельности человека, которые, воздействуя на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. Одним из наиболее важных антропогенных факторов является загрязнение.
Условиями среды, или экологическими условиями, называют изменяющиеся во времени и пространстве абиотические факторы среды, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы. Условия среды налагают определенные ограничения на организмы. Наиболее важные факторы, определяющие условия всех сред, -- температура, влажность и свет.
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМЫ
Если нарисовать на графике кривую, характеризующую скорость того или иного процесса (дыхания, движения, питания и др.) в зависимости от одного из факторов внешней среды (конечно, при условии, что этот фактор оказывает влияние на основные жизненные процессы), то эта кривая почти всегда будет иметь форму колокола. Такая кривая и аналогичные ей называются кривыми толерантности (от греч. толеранция -- терпение). Положение вершин кривых указывает на оптимальные условия для данного процесса.
Для некоторых особей и видов характерны кривые с очень острыми пиками. Это означает, что диапазон условий, при которых скорость процесса достигает максимума, очень узок.
Плавные кривые соответствуют широкому диапазону толерантности, или устойчивости.
Толерантность может измениться (соответственно изменится и положение кривой), если организм попадет в иные внешние условия. Попадая в такие условия, он через некоторое время как бы привыкает, адаптируется, к ним (от лат. адаптации -- приспособлять). Следствием этого является изменение положений физиологического оптимума, что изображается на графике как сдвиг купола кривой толерантности.
Виды с широким географическим распространением популяции, обитающие в климатически разных зонах, часто оказываются приспособленными наилучшим образом именно к тем условиям, которые характерны для данной местности. Это явление называют акклиматизацией.
Интенсивность тех или иных биологических процессов часто оказывается чувствительной к двум или большему числу факторов окружающей среды. В этом случае решающее значение будет принадлежать такому фактору, который имеется в минимальном с точки зрения потребностей организма количестве. Это простое правило получило название закона минимума.
Разные факторы среды могут взаимодействовать, то есть нехватка одного вещества может приводить к дефициту и других веществ. Поэтому в целом закон минимума можно сформулировать следующим образом: успешное выживание организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим, или лимитирующим, фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов данного вида.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Ресурсами называют вещества и энергию, вовлекаемые организмами в процессы их жизнедеятельности. За этим понятием стоят количества: ресурс может расходоваться и исчерпываться (в отличие от условий). Ресурс живых существ -- это в основном вещества, идущие на построение их тел, и энергия, необходимая для их жизнедеятельности. Иногда к ресурсам относят и пространство, если обладание этим пространством -- необходимое условие жизни организмов.
Тело зеленого растения состоит из органических веществ, которые растение само создает из неорганических веществ. Эти вещества представляют собой пищевой ресурс зеленого растения. Для фотосинтеза и построения своего тела растению требуется энергия, которая черпается только от солнечного излучения.
Функционируя как ресурс, поток солнечного излучения, достигающий растений, может быть прямым, либо отраженным от других предметов, либо сквозь них прошедшим.
Энергия излучения, связанная при фотосинтезе в виде химической энергии соединений углерода (глюкозы), проделывает свой земной путь лишь однажды. Этим она отличается от атомов углерода или от молекул воды, которые неоднократно проходят через бесчисленные поколения живых существ.
Далеко не вся энергия солнечного излучения может улавливаться и использоваться растениями. Лишь около 44% всей падающей на земную поверхность лучистой энергии Солнца может служить источником энергии для зеленого растения. Если лучистая энергия при попадании на лист в тот же миг не улавливается, она безвозвратно утрачивается.
Известны и другие виды ресурсов в природе. Помимо лучистой энергии в процесс фотосинтезавовлекаются углекислый газ (диоксид углерода) и вода, вступающие между собой в сложные взаимодействия.
Практически весь углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, поступает из атмосферы, где концентрация углекислого газа остается практически постоянной (0,03%). Большая часть используемой наземными растениями воды находится в почве, где происходит ее всасывание корнями растений.
Важным пищевым ресурсом для растений являются элементы минеральных веществ, которые в растворах извлекаются из почвы (если растение наземное) или из воды (если оно водное). К питательным минеральным веществам относятся: азот, фосфор, сера, кальций, магний, железо и др. Пищевым ресурсом организмов (за исключением зеленых растений и некоторых видов бактерий, способных использовать неорганические соединения, превращая их в молекулы белков, жиров и углеводов) обычно являются сами же организмы.
Общие закономерности их действие на живые организмы
Жан Батист Ламарк (1744-1829), автор первого эволюционного учения, считал, что влияние «внешних обстоятельств» - одна из самых важных причин приспособительных изменений организмов, эволюции животных и растений. Дальнейшему развитию экологического мышления способствовало появление в начале XIX столетия биогеографии. Труды Александра Гумбольдта (1807) определили новое экологическое направление в географии растений. А. Гумбольдт ввел в науку представление о том, что «физиономия» ландшафта определяется внешним обликом растительности. В сходных зональных и вертикально поясных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, т. е. одинаковый внешний облик; по распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды. Появились первые специальные работы, посвященные влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных, например книга немецкого зоолога К. Глогера об изменениях птиц под влиянием климата (1833) и датчанина Т. Фабера об особенностях биологии северных птиц (1826), К. Бергмана о географических закономерностях в изменении размеров теплокровных животных (1848). А. Декандоль в «Географии растений» (1855) подробно описан влияние отдельных факторов среды (температуры, влажности, света, типа почвы, экспозиции склона) на растения и обратил внимание на повышенную экологическую пластичность растений но сравнению с животными.
Профессор Московского университета, К.Ф. Рулье (1814- 1858) разработал широкую систему экологического исследования животных, «зообиологии», в его понимании, и оставил ряд трудов типично экологического содержания, например типизацию общих особенностей водных, наземных и роющих позвоночных и т. д.
В 1859 г. появилась книга Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь». Ч. Дарвин пока-зал, что «борьба за существование» в природе, под которой он понимал все формы противоречивых связок вида со средой, приводит к естественному отбору, т. е. является движу-щим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и связи их с неорганическими компонентами среды («борьба за существование») - большая самостоятельная область исследований.
Термин «экология» прижился не сразу и получил всеобщее признание лишь к концу XIX в. Во второй половине XIX столетия содержанием экологии было в основном изучение образа жизни животных и растений и их адаптации к климатическим условиям: температуре и световому режиму, влажности и т. д. В этой области был сделан ряд важных обобщений. Продолжая «физиономическое» направление А. Гумбольдта, датский ботаник Е. Варминг в книге «Ойкологическая география растений» (1895) обосновал понятие о жизненной форме растения. А.Н. Бекетов (1825-1902) выявил связь особенностей анатомического и морфологического строения растений с их географическим распространением и указал на значение физиологических исследований в экологии. А. Ф. Миддендорф, изучая общие черты строения и жизни арктических животных, положил начало применению учения Гумбольдта к зоологическим объектам. Д. Аллен (1877) нашел ряд общих закономерностей в изменении пропорций тела и его выступающих частей и в окраске североамериканских млекопитающих и птиц в связи с географическими изменениями климата.
В начале XX столетия оформились экологические школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. На III ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 г. экология растений официально разделилась на экологию особей (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Это деление распространилось также на экологию животных, равно как и на общую экологию. Появились первые экологические сводки - руководства к изучению экологии животных Ч. Адамса (1913), книги В. Шелфорда о сообществах наземных животных (1913), С.А. Зернова по гидробиологии (1913). В 1913-1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы, экологию начали преподавать в университетах.
К 30-м годам, после разносторонних исследований и дискуссий, выкристаллизовались основные теоретические представления в области биоценологии: о границах и структуре биоценоза, степени устойчивости, возможности саморегуляции этих систем. Углублялись исследования типов взаимосвязей организмов, лежащих в основе существования биоценоза. Разрабатывалась соответствующая терминология.
В разработку физиологических основ экологии растений, продолжая традиции К.А. Тимирязева, много ценного внес Н.А. Максимов.
В 30-х годах оформилась новая область экологической науки - популяционная экология. Основоположником ее следует считать английского ученого Ч. Элтона.
В развитие популяционной экологии в нашей стране большой вклад внесли С.А. Северцов, С.С. Шварц, Н.П. Наумов, Г.А. Викторов, работы которых во многом определя-ют современное состояние этой области науки.
Начало исследований популяций у растений было положено трудами Е.Н. Синской (1948), много сделавшей по выяснению экологического и географического полиморфизма видов.
Параллельно развиваются и другие области экологии, тесно связывающие эту науку с традиционными областями биологии. В развитие морфологической и эволюционной эко-логии животных большой вклад внес М.С. Гиляров, выдвинувший предположение, что почва послужила переходной средой в завоевании членистоногими суши (1949). Проблемы эволюционной экологии позвоночных животных нашли отражение в трудах С.С. Шварца.
И.С. Серебряковым была создана новая, более глубокая классификация жизненных форм цветковых растений. Возникла палеоэкология, задача которой - восстановление кар-тины образа жизни вымерших форм.
С начала 40-х годов в экологии возник принципиально новый подход к исследованию природных экосистем. В 1935 г. английский ученый А. Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1942г. В. Н. Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего сообщества и окружаю-щей неорганической среды, о круговороте вещества и превращениях энергии.
Экология - это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.
Следовательно, основным содержанием современной экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционном биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценоз (экосистем) и биосферы, их продуктивности и энергетики.
Отсюда очевидно, что предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценоз, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.
Из содержания и предмета исследований экологии вытекают и её основные задачи, которые могут быть сведены к изучению динамики популяций, к учению о биогеоценоза и их системах. Структура биоценоза, на уровне формирования которых, как было отмечено, происходит освоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованию жизненных ресурсов. Поэтому главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации нашей планеты.
ПРИНЦИПЫ ЛИМИТИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ. ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ
Важное следствие иерархической организации состоит в том, что по мере объединения компонентов, или подмножеств, в более «крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные, свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Иными словами, свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.
Для иллюстрации принципа толерантности приведем два примера, один из химии, другой из экологии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду, жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы. А определенные водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, об-разуют систему кораллового рифа, возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием этих элементов. Следовательно, фантастическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов - эмерджентные свойства, характерные только для уровня рифового сообщества.
При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает по меньшей мере одно новое свойство; предлагается различать эмерджентные свойства, определение которых дано выше, и совокупные свойства, представляющие собой сумму свойств компонентов. И те и другие - свойства целого, но совокупные свойства не включают новых или уникальных особенностей, возникающих при функционировании системы как целого. Рождаемость - пример совокупного свойства, поскольку она представляет собой лишь сумму индивидуальных рождений за определенный период, выраженную в виде доли или процента общего числа особей в популяции. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов, а не в результате изменения природы этих компонентов. Части не «сплавляются», а интегрируются, обусловливая появление уникальных новых свойств.
Некоторые признаки, естественно, становятся более сложными и изменчивыми, когда по иерархии уровней организации продвигаешься слева направо, другие же, напротив, часто становятся менее сложными и менее изменчивыми. Поскольку на всех уровнях функционируют гомеостатические механизмы, а именно корректирующие и уравновешивающие процессы, действующие и противодействующие силы, амплитуда колебаний имеет тенденцию уменьшаться, когда мы переходим к рассмотрению более мелких единиц, функционирующих внутри крупных. Статистически разброс значений целого меньше суммы разброса частей. Например, интенсивность фотосинтеза лесного сообщества менее изменчива, чем интенсивность фотосинтеза у отдельных листьев или деревьев внутри сообщества; объясняется это тем, что если в одной части интенсивность фотосинтеза снижается, то в другой возможно его компенсаторное усиление. Если учесть эмерджентные свойства и усиление гомеостаза на каждом уровне, то станет ясно, что для изучения целого не обязательно знать все его компоненты. Это важный момент, поскольку некоторые исследователи считают, что не имеет смысла пытаться изучать сложные популяции и сообщества, не изучив досконально составляющие его более мелкие единицы. Напротив, изучение можно начать с любой точки спектра при условии, что учитывается не только изучаемый, но и соседние уровни, поскольку, как уже было сказано, некоторые свойства целого можно предсказать, исходя из свойств его частей (совокупные свойства), другие же нельзя (эмерджентные свойства). Идеальное изучение какого-либо уровня системы включает изучение трехчленной иерархии: системы, подсистемы (соседний низший уровень) и над системы (следующий верхний уровень).
В соответствии со сказанным мы будем обсуждать принципы экологии на уровне экосистемы, уделяя достаточно внимания таким под системам, как популяция и сообщество, и такой над системе, как биосфера.
Реакция организмов на влияние абиотических факторов. Воздействие экологических факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают более сильное влияние, другие действуют слабее; одни влияют на все стороны жизни, другие -- на определенный жизненный процесс. Тем не менее в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма (рис. 1).
На рис. 1 по оси абсцисс отложена интенсивность (или «доза») фактора (например, температура, освещенность, концентрация солей в почвенном растворе, рН или влажность почвы и х д.), а по оси ординат -- реакция организма на воздействие экологического фактора в его количественном выражении (например, интенсивность фотосинтеза, дыхания, скорость роста, продуктивность, численность особей на единицу площади и т. д.), т е. степень благотворности фактора.
Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями(точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору среды.
Рис. 1. Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов: 1, 2. 3 -- точки минимума, оптимума и максимума соответственно; I, II, III --зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно.
Точка 2 на оси абсцисс, соответствующая наилучшим показателям жизнедеятельности организма, означает наиболее благоприятную для организма величину воздействующего фактора -- это точка оптимума. Для большинства организмов определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью зачастую трудно, поэтому принято говорить о зоне оптимума. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения организмов при резком недостатке или избытке фактора, называют областями пессимума или стресса. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны выживания --летальные.
Подобная закономерность реакции организмов на воздействие экологических факторов позволяет рассматривать ее какфундаментальный биологический принцип: для каждого вида растений и животных существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пессимальные зоны и пределы выносливости по отношению к каждому фактору среды.
Разные виды живых организмов заметно отличаются друг от друга как по положению оптимума, так и по пределам выносливости. Например, песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха в диапазоне около 80°С (от +30 до -55°С), некоторые тепловодные рачки выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6°С (от 23 до 29°С), нитчатая цианобактерия осциллатория, живущая на острове Ява в воде с температурой 64°С, погибает при 68°С уже через 5--10 мин. Точно так же одни луговые травы предпочитают почвы с довольно узким диапазоном кислотности -- при рН = 3,5--4,5 (например, вереск обыкновенный, белоус торчащий, щавель малый служат индикаторами кислых почв), другие хорошо растут при широком диапазоне рН -- от сильнокислого до щелочного (например, сосна обыкновенная). В связи с этим организмы, для существования которых необходимы строго определенные, относительно постоянные условия среды, называют стенобионтными(греч. stenos -- узкий, bion -- живущий), а те, которые живут в широком диапазоне изменчивости условий среды, --эврибионтными (греч. eurys -- широкий). При этом организмы одного и того же вида могут иметь узкую амплитуду по отношению к одному фак тору и широкую -- к другому (например, приспособленность к узкому диапазону температур и широкому диапазону солености воды). Кроме того, одна и та же доза фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной для другого и выходить за пределы выносливости для третьего.
Способность организмов адаптироваться к определенному диапазону изменчивости факторов среды называютэкологической пластичностью. Эта особенность является одним из важнейших свойств всего живого: регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с изменениями условий среды, организмы приобретают возможность выживать и оставлять потомство. Значит, эврибионтные организмы явлются эколог ически наиболее пластичными, что обеспечивает их широкое распространение, а стенобионтные, напротив, отличаются слабой экологической пластичностью и, как следствие, обычно имеют ограниченные ареалы распространения.
Взаимодействие экологических факторов. Ограничивающий фактор. Экологические факторы воздействуют на живой организм совместно и одновременно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила названиевзаимодействие факторов. Например, жару или мороз легче переносить при сухом, а не при влажном воздухе. Скорость испарения воды листьями растений (транспирация) значительно выше, если температура воздуха высокая, а погода ветреная.
В некоторых случаях недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Явление частичной взаимозаменяемости действия экологических факторов называется эффектом компенсации. Например, увядание растений можно приостановить как увеличением количества влаги в почве, так и снижением температуры воздуха, уменьшающего транспирацию; в пустынях недостаток осадков в определенной мере восполняется повышенной относительной влажностью воздуха в ночное время; в Арктике продолжительный световой день летом компенсирует недостаток тепла.
Вместе с тем ни один из необходимых организму экологических факторов не может быть полностью заменен другим. Отсутствие света делает жизнь растений невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Поэтому если значение хотя бы одного из жизненно необходимых экологических факторов приближается к критической величине или выходит за ее пределы (ниже минимума или выше максимума), то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Такие факторы называютсяограничивающими (лимитирующими).
Природа ограничивающих факторов может быть различной. Например, угнетение травянистых растений под пологом буковых лесов, где при оптимальном тепловом режиме, повышенном содержании углекислого газа, богатых почвах возможности развития трав ограничиваются недостатком света. Изменить такой результат можно только воздействием на ограничивающий фактор.
Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида. Так, продвижение вида на север может лимитироваться недостатком тепла, а в районы пустынь и сухих степей -- недостатком влаги или слишком высокими температурами. Фактором, ограничивающим распространение организмов, могут служить и биотические отношения, например занятость территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для цветковых растений. организм обитание экологический ресурс
Выявление ограничивающих факторов и устранение их действия, т. е. оптимизация среды обитания живых организмов, составляет важную практическую цель в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности домашних животных.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Общие правила и закономерности влияния экологических факторов на живые организмы. Классификация экологических факторов. Характеристика абиотических и биотических факторов. Понятие об оптимуме. Закон минимума Либиха. Закон лимитирующих факторов Шелфорда.
курсовая работа , добавлен 06.01.2015
Характеристика водной, наземно-воздушной, почвенной сред как основных составляющих биосферы. Изучение биотических, абиотических, антропогенных групп экологических факторов, определение их влияния на организмы. Описание энергетического и пищевого ресурсов.
реферат , добавлен 08.07.2010
реферат , добавлен 06.07.2010
Среды обитания как все, что окружает живой организм и с чем он непосредственно взаимодействует, их разновидности и закономерности функционирования. Закон оптимума. Потенциальная и реализованная экологическая ниша. Действие различных факторов на организм.
презентация , добавлен 11.04.2014
Сравнительная характеристика сред обитания и адаптаций к ним организмов. Условия обитания организмов воздушной и водной среды. Понятие и классификация экологических факторов, законы их действия (закон оптимума, минимума, взаимозаменяемости факторов).
презентация , добавлен 06.06.2017
Общие законы действия факторов среды на организмы. Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов. Основные среды жизни. Понятие и структура биоценоза. Математическое моделирование в экологии. Биологическая продуктивность экосистем.
учебное пособие , добавлен 11.04.2014
Влияние экологических и биотических факторов на среду обитания. Закон лимитирующего фактора. Шумовое и электромагнитное воздействие на организмы. Мероприятия по складированию и утилизации отработанных ртутьсодержащих ламп. Источники загрязнения воздуха.
контрольная работа , добавлен 18.04.2016
Закономерности совместного действия факторов среды на организмы. Понятие об оптимальных и пессимальных условиях жизнедеятельности. Закон Либиха, или "закон минимума", или закон ограничивающего фактора. Понятие о толерантности, эврибионты и стенобионты.
реферат , добавлен 30.11.2010
Понятие экологических факторов, их классификация и определение оптимума и толерантности. Лимитирующие факторы и закон Либиха. Воздействие экологических причин на динамику численности. Основные способы адаптации особи к изменениям абиотических факторов.
реферат , добавлен 24.03.2011
Ознакомление с различными средами обитания организмов. Характеристика влияния различных факторов на организм. Экологические факторы как отдельные элементы среды обитания организма, взаимодействующие с ним. Причины возникновения приспособленности к средам.
