Manual de ecologia clădirii peredelsky l v. Peredelsky, Lev Dmitrievich - Karachev

(Document)

n1.doc

Nume: CD Ecologie: manual electronic. Manual pentru universități

An: 2009

Editor: KnoRus

ISBN: 539000289X

ISBN-13(EAN): 9785390002896

textul este preluat din manualul electronic

Secţiunea I. Ecologie generală

INTRODUCERE Ecologie și o scurtă privire de ansamblu asupra dezvoltării sale

1. Subiectul și sarcinile ecologiei

Cea mai comună definiție a ecologiei ca disciplină științifică este următoarea: ecologie știință care studiază condițiile de existență ale organismelor vii și relația dintre organisme și mediul lor. Termenul „ecologie” (din grecescul „oikos” – casă, locuință și „logos” – învățătură) a fost introdus pentru prima dată în știința biologică de omul de știință german E. Haeckel în 1866. Inițial, ecologia s-a dezvoltat ca parte integrantă a științei biologice. , în strânsă legătură cu alte științe ale naturii - chimie, fizică, geologie, geografie, solului, matematică.

Subiectul ecologiei este totalitatea sau structura relațiilor dintre organisme și mediu. Obiectul principal de studiu în ecologie  ecosisteme, adică complexe naturale unificate formate din organisme vii și mediu. În plus, domeniul ei de expertiză include studiul anumite tipuri de organisme(nivel de organism), lor populatiilor adică seturi de indivizi din aceeași specie (nivel populație-specie), seturi de populații, adică comunități biotice  biocenoze(nivel biocenotic) și biosferăîn general (nivel biosferic).

Partea principală, tradițională, a ecologiei ca știință biologică este ecologie generală, care studiază legile generale ale relației oricăror organisme vii și mediul (inclusiv omul ca ființă biologică).

Ca parte a ecologiei generale, se disting următoarele secțiuni principale:

 autecologie, investigarea relațiilor individuale ale unui organism individual (specii, indivizi) cu mediul său;

 ecologia populatiei(demoecologie), a cărui sarcină este de a studia structura și dinamica populațiilor speciilor individuale. Ecologia populației este, de asemenea, considerată ca o ramură specială a autecologiei;

 sinecologie(biocenologie), care studiază relația populațiilor, comunităților și ecosistemelor cu mediul.

Pentru toate aceste domenii, principalul lucru este studiul supraviețuirea ființelor vii în mediu, iar sarcinile cu care se confruntă sunt preponderent de natură biologică  de a studia modelele de adaptare a organismelor și comunităților lor la mediu, autoreglementarea, sustenabilitatea ecosistemelor și a biosferei etc.

În înțelegerea de mai sus, ecologie generală este adesea menționată ca bioecologie, când vor să-i sublinieze biocentricitatea.

Din punct de vedere al factorului timp, ecologia se diferențiază în istorice si evolutive.

În plus, ecologia este clasificată în funcție de obiecte și medii specifice de studiu, adică distinge ecologie animală, ecologie vegetală și ecologie microbiană.

Recent, rolul și importanța biosferei ca obiect de analiză ecologică a crescut continuu. O importanță deosebită în ecologia modernă este acordată problemelor interacțiunii umane cu mediul natural. Avansarea acestor secțiuni în știința mediului este asociată cu o creștere bruscă a influenței negative reciproce a omului și a mediului, cu rolul sporit al aspectelor economice, sociale și morale, în legătură cu consecințele puternic negative ale progresului științific și tehnologic.

Astfel, ecologia modernă nu se limitează doar la cadrul disciplinei biologice, care tratează în principal relația dintre animale și plante cu mediul înconjurător, ea se transformă într-o știință interdisciplinară care studiază cele mai complexe probleme ale interacțiunii omului cu mediul. Urgența și versatilitatea acestei probleme, cauzate de agravarea situației ecologice la scară globală, a dus la „înverzirea” multor științe naturale, tehnice și umane.

De exemplu, la intersecția ecologiei cu alte ramuri ale cunoașterii, continuă dezvoltarea unor noi domenii precum ecologia ingineriei, geoecologia, ecologia matematică, ecologia agricolă, ecologia spațială etc.

În consecință, termenul „ecologie” în sine a primit o interpretare mai largă, iar abordarea ecologică în studierea interacțiunii dintre societatea umană și natura a fost recunoscută ca fundamentală.

Problemele de mediu ale Pământului ca planetă sunt tratate de către o persoană în curs de dezvoltare ecologie globală, al cărui obiect principal de studiu este biosfera ca ecosistem global. În prezent, discipline speciale precum ecologie socială, studiind relația în sistemul „societate umană – natură”, și partea ei  ecologie umană(antropecologie), care se ocupă de interacțiunea omului ca ființă biosocială cu lumea exterioară.

Ecologia modernă este strâns legată de politică, economie, drept (inclusiv dreptul internațional), psihologie și pedagogie, deoarece numai în alianță cu acestea este posibilă depășirea paradigmei tehnocratice a gândirii și dezvoltarea unui nou tip de conștiință ecologică care schimbă radical comportamentul oamenilor. în raport cu natura.

Din punct de vedere științific și practic, împărțirea ecologiei în teoretic și aplicat este destul de justificată.

Ecologie teoretică dezvăluie legile generale ale organizării vieţii.

Ecologie aplicată studiază mecanismele de distrugere a biosferei de către om, modalități de prevenire a acestui proces și elaborează principii pentru utilizarea rațională a resurselor naturale. Baza științifică a ecologiei aplicate este un sistem de legi, reguli și principii generale de mediu.

Pe baza conceptelor și direcțiilor de mai sus, rezultă că sarcinile ecologiei sunt foarte diverse.

În termeni generali, acestea includ:

 dezvoltarea unei teorii generale a durabilităţii sistemelor ecologice;

 studiul mecanismelor ecologice de adaptare la mediu;

 studiul reglementării populaţiei;

 studiul diversității biologice și mecanismele menținerii acesteia;

 studiul proceselor de producţie;

 studiul proceselor care au loc în biosferă în vederea menţinerii stabilităţii acesteia;

 modelarea stării ecosistemelor și a proceselor biosferice globale.

Principalele sarcini aplicate pe care trebuie să le rezolve ecologia în prezent sunt următoarele:

 prognozarea și evaluarea posibilelor consecințe negative asupra mediului natural sub influența activităților umane;

 îmbunătățirea calității mediului;

 optimizarea soluțiilor inginerești, economice, organizaționale, legale, sociale sau de altă natură pentru a asigura o dezvoltare durabilă sigură pentru mediu, în primul rând în zonele cele mai periclitate din punct de vedere ecologic.

obiectiv strategic ecologia este considerată a fi dezvoltarea teoriei interacțiunii dintre natură și societate bazată pe o nouă viziune care consideră societatea umană ca parte integrantă a biosferei.

În prezent, ecologia devine una dintre cele mai importante științe ale naturii și, așa cum cred mulți ecologisti, de progresul său va depinde însăși existența omului pe planeta noastră.
2. Scurtă trecere în revistă a istoriei dezvoltării ecologiei

În istoria dezvoltării ecologiei se pot distinge trei etape principale.

Primul stagiu originea și formarea ecologiei ca știință (până în anii 60 ai secolului al XIX-lea). În această etapă, s-au acumulat date privind relația organismelor vii cu mediul lor și au fost făcute primele generalizări științifice.

În secolele XVII-XVIII. informația ecologică a reprezentat o proporție semnificativă în multe descrieri biologice (A. Réaumur, 1734; A. Tremblay, 1744 etc.). Elemente ale abordării ecologice au fost cuprinse în studiile oamenilor de știință ruși I. I. Lepekhin, A. F. Middendorf, S. P. Krashennikov, omul de știință francez J. Buffon, naturalistul suedez C. Linnaeus, omul de știință german G. Yeager și alții.

În aceeași perioadă, J. Lamarck (1744-1829) și T. Malthus (1766-1834) au avertizat pentru prima dată omenirea despre posibilele consecințe negative ale impactului uman asupra naturii.

Faza a doua înregistrarea ecologiei ca ramură independentă a cunoaşterii (după anii 60 ai secolului al XIX-lea). Începutul etapei a fost marcat de publicarea lucrărilor oamenilor de știință ruși K.F. Rulye (1814-1858), N.A. Severtsov (1827-1885), V.V. și-au pierdut semnificația până în prezent. Nu întâmplător ecologistul american Yu. Odum (1975) îl consideră pe VV Dokuchaev unul dintre fondatorii ecologiei. La sfârşitul anilor '70. secol al XIX-lea Hidrobiologul german K. Möbius (1877) introduce cel mai important concept de biocenoză ca o combinație obișnuită de organisme în anumite condiții de mediu.

O contribuție neprețuită la dezvoltarea fundamentelor ecologiei a avut-o Charles Darwin (1809-1882), care a relevat principalii factori în evoluția lumii organice. Ceea ce Ch. Darwin a numit „lupta pentru existență” din poziții evolutive poate fi interpretat ca relația ființelor vii cu mediul extern, abiotic și între ele, adică cu mediul biotic.

Biologul evoluționist german E. Haeckel (1834-1919) a fost primul care a înțeles că aceasta este o zonă independentă și foarte importantă a biologiei și a numit-o ecologie (1866). În lucrarea sa fundamentală „Morfologia generală a organismelor”, el a scris: „Prin ecologie înțelegem suma cunoștințelor legate de economia naturii: studiul totalității relației unui animal cu mediul său, atât organic, cât și anorganic. , și mai ales  relațiile sale de prietenie sau ostile cu acele animale și plante cu care intră în contact direct sau indirect. Într-un cuvânt, ecologia este studiul tuturor relațiilor complexe pe care Darwin le-a numit „condițiile care dau naștere luptei pentru existență”.

Ca știință independentă, ecologia a prins în cele din urmă contur la începutul secolului al XX-lea. În această perioadă, omul de știință american C. Adams (1913) a realizat primul rezumat al ecologiei, au fost publicate și alte generalizări și rapoarte importante (W. Shelford, 1913, 1929; C. Elton, 1927; R. Hesse, 1924; K. Raunker, 1929 și etc.). Cel mai mare om de știință rus al secolului XX. V. I. Vernadsky creează o doctrină fundamentală a biosferei.

În anii 30 și 40. ecologia s-a ridicat la un nivel superior ca urmare a unei noi abordări a studiului sistemelor naturale. Mai întâi, A. Tensley (1935) a prezentat conceptul de ecosistem, iar puțin mai târziu, V. N. Sukachev (1940) a fundamentat un concept similar de biogeocenoză. Trebuie remarcat faptul că nivelul ecologiei interne în anii 20-40. a fost una dintre cele mai avansate din lume, mai ales în domeniul cercetării fundamentale. În această perioadă, oameni de știință proeminenți precum academicianul V.I. Vernadsky și V.N. Sukachev, precum și ecologiști proeminenți V.V. Stanchinsky, E.S. Bauer, G.G. Gauze, V.N. A. N. Formozov, D. N. Kashkarov și alții.

În a doua jumătate a secolului al XX-lea. În legătură cu poluarea mediului și o creștere bruscă a impactului uman asupra naturii, ecologia este de o importanță deosebită.

Începe a treia etapă(anii 50 ai secolului XX - până în zilele noastre)  transformarea ecologiei într-o știință complexă, inclusiv științele protecției mediului natural și uman. Dintr-o știință biologică riguroasă, ecologia se transformă într-un „ciclu semnificativ de cunoaștere, încorporând secțiuni de geografie, geologie, chimie, fizică, sociologie, teorie culturală, economie...” (Reimers, 1994).

Perioada modernă de dezvoltare a ecologiei este asociată cu numele unor oameni de știință străini majori precum J. Odum, JM Andersen, E. Pianka, R. Ricklefs, M. Bigon, A. Schweitzer, J. Harper, R. Whittaker, N. . Borlaug, T. Miller, B. Nebel și alții. Printre oamenii de știință autohtoni, ar trebui să îi numim pe I. P. Gerasimov, A. M. Gilyarov, V. G. Gorshkov, Yu. A. Israel, K. S. Losev, N. N. Moiseev, NP Naumov, NF Reimers, VV Rozanov, Yu. Yablokova, A. L. Yanshin și alții.

Primele acte de mediu din Rusia sunt cunoscute din secolele IX-XII. (de exemplu, codul de legi al lui Yaroslav cel Înțelept „Adevărul rus”, care a stabilit regulile pentru protecția terenurilor de vânătoare și apicultură). În secolele XIV-XVII. la granițele sudice ale statului rus se aflau „păduri tăiate”, un fel de zonă protejată, unde tăierile economice erau interzise. Istoria a păstrat peste 60 de decrete de mediu ale lui Petru I. Sub el, a început studiul celor mai bogate resurse naturale ale Rusiei. În 1805, la Moscova a fost fondată o societate de exploratori ai naturii. La sfârşitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea. a existat o mișcare pentru protecția obiectelor rare ale naturii. Lucrările oamenilor de știință de seamă V. V. Dokuchaev, K. M. Baer, ​​​​G. A. Kozhevnikov, I. P. Borodin, D. N. Anuchin, S. V. Zavadsky și alții au pus bazele științifice pentru conservarea naturii.

Începutul activităților de protecție a mediului din statul sovietic a coincis cu o serie de primele decrete, începând cu „Decretul asupra pământului” din 26 octombrie 1917, care a pus bazele managementului naturii în țară.

În această perioadă a luat naștere principalul tip de activitate de mediu și a primit expresia legislativă  Protecția Naturii.

În perioada anilor 30-40, în legătură cu exploatarea resurselor naturale, cauzată în principal de creșterea industrializării în țară, protecția naturii a început să fie considerată ca „un sistem unificat de măsuri care vizează protecția, dezvoltarea, îmbogățirea calitativă. și utilizarea rațională a resurselor naturale." fondurile țării” (din rezoluția Primului Congres rusesc pentru protecția naturii, 1929).

Astfel, în Rusia se conturează un nou tip de activitate de mediu  utilizarea rațională a resurselor naturale.

În anii 50. dezvoltarea în continuare a forțelor productive din țară, întărirea influenței negative a omului asupra naturii au necesitat crearea unei alte forme care reglementează interacțiunea dintre societate și natură,  protecția habitatului uman. În această perioadă se adoptă legi republicane privind protecția naturii, care proclamă o abordare integrată a naturii nu doar ca sursă de resurse naturale, ci și ca habitat uman. Din păcate, pseudoștiința lui Lysenko a triumfat în continuare, iar cuvintele lui IV Michurin despre necesitatea de a nu aștepta mila de la natură au fost canonizate.

În anii 60-80. aproape în fiecare an, au fost adoptate decrete guvernamentale pentru a întări protecția naturii (cu privire la protecția bazinelor Volga și Ural, a Mării Azov și Neagră, Lacul Ladoga, Baikal, orașele industriale Kuzbass și Donbass, coasta arctică). Procesul de creare a legislației de mediu a continuat și au fost emise coduri de teren, apă, pădure și alte coduri.

Aceste rezoluții și legile adoptate, după cum a arătat practica aplicării lor, nu au dat rezultatele necesare - impactul antropic dăunător asupra naturii a continuat.
3. Importanța educației pentru mediu

Educația pentru mediu nu oferă doar cunoștințe științifice în domeniul ecologiei, ci este și o verigă importantă în educația pentru mediu a viitorilor specialiști. Aceasta presupune insuflarea lor a unei înalte culturi ecologice, a capacității de îngrijire a resurselor naturale etc. Cu alte cuvinte, specialiștii, în cazul nostru de profil ingineresc și tehnic, ar trebui să formeze o nouă conștiință și gândire ecologică, a cărei esență. este că o persoană este o parte a naturii și conservarea naturii este păstrarea unei vieți umane depline.

Cunoștințele ecologice sunt necesare fiecărei persoane pentru a-și îndeplini visul multor generații de gânditori despre crearea unui mediu demn de o persoană, pentru care este necesar să se construiască orașe frumoase, să se dezvolte forțe productive atât de perfecte încât să poată asigura armonia omului. si natura. Dar această armonie este imposibilă dacă oamenii sunt ostili unii altora și, cu atât mai mult, dacă există războaie, ceea ce, din păcate, este și cazul. După cum a observat pe bună dreptate ecologistul american B. Commoner la începutul anilor 1970: „Căutarea originilor oricărei probleme legate de mediu duce la adevărul incontestabil că cauza principală a crizei nu constă în modul în care oamenii interacționează cu natura, ci în modul în care ele interacționează între ele... și că, în sfârșit, pacea dintre oameni și natură trebuie să fie precedată de pacea între oameni.”

În prezent, dezvoltarea spontană a relațiilor cu natura reprezintă un pericol pentru existența nu numai a obiectelor individuale, a teritoriilor țărilor etc., ci și a întregii omeniri.

Acest lucru se explică prin faptul că o persoană este strâns legată de natura vie, originea, nevoile materiale și spirituale, dar, spre deosebire de alte organisme, aceste conexiuni au luat o asemenea amploare și forme încât aceasta poate conduce (și conduce deja!) La implicarea aproape completă a planetelor (biosferelor) în susținerea vieții societății moderne, punând omenirea pe pragul catastrofei ecologice.

O persoană, mulțumită minții care i-a fost dată de natură, caută să se asigure cu condiții de mediu „confortabile”, se străduiește să fie independentă de factorii săi fizici, de exemplu, de climă, de lipsa hranei, să scape de animale și plante dăunătoare lui (dar deloc „dăunătoare” pentru restul lumii vii!) etc. Prin urmare, omul se deosebește în primul rând de alte specii prin faptul că interacționează cu natura prin cultură, adică, umanitatea în ansamblu, în curs de dezvoltare, creează un mediu cultural pe Pământ datorită transferului din generație în generație a muncii și experienței sale spirituale. Dar, după cum a observat K. Marx, „cultura, dacă se dezvoltă spontan și nu este direcționată conștient... lasă în urmă un deșert”.

Numai cunoașterea modului de gestionare a acestora poate opri desfășurarea spontană a evenimentelor, iar, în cazul ecologiei, această cunoaștere ar trebui să „stăpânească masele”, cel puțin majoritatea societății, ceea ce este posibil doar prin educația generală de mediu a oamenilor. de la scoala la universitate.

Cunoașterea ecologică face posibilă conștientizarea pernicioasă a războiului și a luptei dintre oameni, pentru că în spatele acesteia se află nu doar moartea indivizilor și chiar a civilizațiilor, pentru că aceasta va duce la o catastrofă ecologică generală, la moartea întregii omeniri. Aceasta înseamnă că cea mai importantă dintre condițiile ecologice pentru supraviețuirea omului și a tuturor viețuitoarelor este o viață pașnică pe Pământ. Acesta este ceea ce ar trebui și va încerca o persoană educată pentru mediu.

Dar ar fi nedrept să construim întreaga ecologie „în jurul” doar omului. Distrugerea mediului natural atrage consecințe negative asupra vieții umane. Cunoașterea ecologică îi permite să înțeleagă că omul și natura sunt un singur întreg, iar ideile despre dominația sa asupra naturii sunt mai degrabă iluzorii și primitive.

O persoană educată ecologic nu va permite o atitudine spontană față de viața din jurul său. El va lupta împotriva barbariei ecologice, iar dacă astfel de oameni vor deveni majoritari în țara noastră, vor asigura o viață normală urmașilor lor, apărând cu hotărâre pentru protecția vieții sălbatice de ofensiva lacomă a civilizației „sălbatice”, transformând și perfecționând. civilizația însăși, găsind cele mai bune opțiuni „prietenoase cu mediul” pentru relația dintre natură și societate.

În Rusia și țările CSI, se acordă multă atenție educației pentru mediu. Adunarea Interparlamentară a Statelor Membre ale CSI a adoptat Actul Legislativ Recomandator privind Educația pentru Mediu a Populației (1996) și alte documente, inclusiv Conceptul Educației pentru Mediu.

Educația pentru mediu, așa cum este indicată în preambulul Conceptului, este menită să dezvolte și să consolideze stereotipuri mai avansate ale comportamentului oamenilor care vizează:

1) economisirea resurselor naturale;

2) prevenirea poluării nejustificate a mediului;

3) conservarea pe scară largă a ecosistemelor naturale;

4) respectarea normelor de comportament și conviețuire acceptate de comunitatea internațională;

5) formarea unei pregătiri conștiente pentru participarea personală activă la activitățile de mediu în curs și sprijinul financiar fezabil al acestora;

6) asistență în realizarea acțiunilor comune de mediu și implementarea unei politici unificate de mediu în CSI.

În prezent, încălcarea legilor de mediu poate fi oprită doar prin ridicarea la înălțimea corespunzătoare cultura ecologica fiecare membru al societății, iar acest lucru se poate face, în primul rând, prin educație, prin studiul fundamentelor ecologiei, ceea ce este deosebit de important pentru specialiștii din domeniul științelor tehnice, în primul rând pentru inginerii civili, inginerii din domeniul chimie, petrochimie, metalurgie, inginerie mecanică, industria alimentară și extractivă etc. Acest manual este destinat unei game largi de studenți care studiază în domenii tehnice și specialități ale universităților. Conform intenției autorilor, ar trebui să dea ideile principale în principalele domenii ale ecologiei teoretice și aplicate și să pună bazele culturii ecologice a viitorului specialist, bazată pe o înțelegere profundă a valorii celei mai înalte - dezvoltarea armonioasă a omului. si natura.
Întrebări de control

1. Ce este ecologia și care este subiectul studiului ei?

2. Care este diferența dintre sarcinile de ecologie teoretică și aplicată?

3. Etape ale dezvoltării istorice a ecologiei ca știință. Rolul oamenilor de știință domestici în formarea și dezvoltarea sa.

4. Ce este protecția mediului și care sunt principalele sale tipuri?

5. De ce este necesar pentru fiecare membru al societății, inclusiv lucrătorii de inginerie și tehnici, cultura de mediu și educația pentru mediu?

Capitolul 1
1.1. Principalele niveluri de organizare a vieții și ecologie

Genă, celulă, organ, organism, populație, comunitate (biocenoză) - principalele niveluri de organizare a vieții. Ecologia studiază nivelurile de organizare biologică de la organism la ecosisteme. Se bazează, ca toată biologia, pe teoria dezvoltării evolutive lumea organică a lui Ch. Darwin, bazată pe idei despre selecție naturală. Într-o formă simplificată, poate fi reprezentată astfel: ca urmare a luptei pentru existență supraviețuiesc cele mai adaptate organisme, care transmit trăsături benefice care asigură supraviețuirea urmașilor, care îi pot dezvolta în continuare, asigurând existența stabilă a acestui tip de organisme în condiții specifice de mediu date. Dacă aceste condiții se schimbă, supraviețuiesc organismele cu trăsături mai favorabile noilor condiții, transmise lor prin moștenire, etc.

Ideile materialiste despre originea vieții și teoria evoluționistă a lui Charles Darwin pot fi explicate doar din punctul de vedere al științei mediului. Prin urmare, nu întâmplător, în urma descoperirii lui Darwin (1859), a apărut termenul de „ecologie” de E. Haeckel (1866). Rolul mediului, adică al factorilor fizici, în evoluția și existența organismelor este fără îndoială. Acest mediu a fost numit abiotic, iar părțile sale individuale (aer, apă etc.) și factori (temperatura etc.) sunt numite componente abiotice, Spre deosebire de componente biotice reprezentată de materie vie. Interacționând cu mediul abiotic, adică cu componentele abiotice, ele formează anumite sisteme funcționale, în care componentele vii și mediul sunt „un singur organism întreg”.

Pe fig. 1.1 componentele de mai sus sunt prezentate în formular niveluri de organizare biologică sisteme biologice care se deosebesc prin principiile de organizare si scara fenomenelor. Ele reflectă ierarhia sistemelor naturale, în care subsistemele mai mici alcătuiesc sisteme mari care sunt ele însele subsisteme ale sistemelor mai mari.

Orez. 1.1. Spectrul nivelurilor de organizare biologică (conform lui Yu. Odum, 1975)

Proprietățile fiecărui nivel individual sunt mult mai complexe și mai diverse decât precedentul. Dar acest lucru poate fi explicat doar parțial pe baza datelor privind proprietățile nivelului anterior. Cu alte cuvinte, proprietățile fiecărui nivel biologic succesiv nu pot fi prezise din proprietățile componentelor individuale ale nivelurilor sale inferioare, la fel cum proprietățile apei nu pot fi prezise din proprietățile oxigenului și hidrogenului. Un astfel de fenomen se numește aparitie prezența unui întreg sistemic de proprietăți speciale care nu sunt inerente subsistemelor și blocurilor sale, precum și suma altor elemente care nu sunt unite prin legături de coloană vertebrală.

Ecologia studiază partea dreaptă a „spectrului” prezentat în fig. 1.1, adică niveluri de organizare biologică de la organisme la ecosisteme. În ecologie Corpul este privit ca un sistem complet interacționând cu mediul, atât abiotic cât și biotic. În acest caz, câmpul nostru vizual include un astfel de set ca specie, constând din similare indivizii, care, cu toate acestea, indivizii diferă unele de altele. Sunt la fel de diferiți pe cât o persoană este diferită de alta, aparținând de asemenea aceleiași specii. Dar toți sunt uniți de unul pentru toți Fondului genetic , care le asigură capacitatea de a se reproduce în cadrul speciei. Nu poate exista descendenți de la indivizi de diferite specii, chiar strâns înrudiți, uniți într-un singur gen, ca să nu mai vorbim de familie și taxoni mai mari, unind și mai multe „rude îndepărtate”.

Deoarece fiecare individ (individ) are propriile caracteristici specifice, atitudinea lor față de starea mediului, față de impactul factorilor săi este diferită. De exemplu, este posibil ca unii indivizi să nu poată rezista la creșterea temperaturii și să moară, dar populația întregii specii supraviețuiește în detrimentul altor indivizi care sunt mai adaptați la temperaturi ridicate.

populatie, în forma sa cea mai generală, este o colecție de indivizi din aceeași specie. Geneticienii adaugă de obicei ca punct obligatoriu  capacitatea acestei populații de a se reproduce. Ecologiștii, ținând cont de ambele trăsături, subliniază o anumită izolare în spațiu și timp a populațiilor similare ale aceleiași specii (Gilyarov, 1990).

Izolarea spațială și temporală a populațiilor similare reflectă structura naturală reală a biotei. Într-un mediu natural real, multe specii sunt împrăștiate pe suprafețe vaste, așa că este necesar să se studieze un anumit grup de specii pe un anumit teritoriu. Unele dintre grupări se adaptează destul de bine la condițiile locale, formând așa-numitele ecotip. Acest grup chiar și mic de indivizi înrudiți genetic poate da naștere la o populație mare și una foarte stabilă pentru o perioadă destul de lungă. Acest lucru este facilitat de adaptabilitatea indivizilor la mediul abiotic, competiția intraspecifică etc.

Cu toate acestea, adevărate grupuri și așezări cu o singură specie nu există în natură și, de obicei, avem de-a face cu grupuri formate din multe specii. Astfel de grupări sunt numite comunități biologice sau biocenoze.

Biocenoza- un ansamblu de populații conviețuitoare de diferite tipuri de microorganisme, plante și animale. Termenul de „biocenoză” a fost folosit pentru prima dată de Möbius (1877) atunci când a studiat un grup de organisme dintr-un banc de stridii, adică de la bun început, această comunitate de organisme a fost limitată de un anumit spațiu „geografic”, în acest caz, hotarele unui banc. Această zonă a fost numită ulterior biotop care se referă la condițiile de mediu dintr-o anumită zonă: aer, apă, soluri și roci subiacente. În acest mediu există vegetația, fauna și microorganismele care alcătuiesc biocenoza.

Este clar că componentele biotopului nu există doar una lângă alta, ci interacționează activ unele cu altele, creând un anumit sistem biologic, pe care academicianul V.N. Sukachev l-a numit biogeocenoza.În acest sistem, totalitatea componentelor abiotice și biotice are „... specificitatea proprie, specială a interacțiunilor” și „un anumit tip de schimb de materie și energie între acestea și alte fenomene naturale și reprezentând o unitate dialectică internă contradictorie, care este în continuă mișcare, dezvoltare” (Sukachev, 1971). Schema biogeocenozei este prezentată în fig. 1.2. Această schemă binecunoscută a lui V. N. Sukachev a fost corectată de G. A. Novikov (1979).

Orez. 1.2. Schema biogeocenozei conform lui G. A. Novikov (1979)

Termenul de „biogeocenoză” a fost propus de V.N. Sukachev la sfârșitul anilor 30. Ideile lui Sukaciov au stat mai târziu la baza biogeocenologie o întreagă direcție științifică în biologie, care tratează problemele interacțiunii organismelor vii între ele și cu mediul lor abiotic.

Cu toate acestea, puțin mai devreme, în 1935, botanistul englez A. Tensley a introdus termenul de „ecosistem”. Ecosistem, conform lui A. Tensley,  „un set de complexe de organisme cu un complex de factori fizici ai mediului său, adică factori de habitat în sens larg”. Alți ecologisti cunoscuți au definiții similare - Y. Odum, K. Willy, R. Whittaker, K. Watt.

O serie de susținători ai abordării ecosistemice din Occident consideră că termenii „biogeocenoză” și „ecosistem” sunt sinonimi, în special Yu. Odum (1975, 1986).

Cu toate acestea, un număr de oameni de știință ruși nu împărtășesc această opinie, văzând anumite diferențe. Cu toate acestea, mulți nu consideră aceste diferențe semnificative și pun un semn de egalitate între aceste concepte. Acest lucru este cu atât mai necesar cu cât termenul „ecosistem” este utilizat pe scară largă în științele conexe, în special în conținutul de mediu.

De o importanță deosebită pentru alocarea ecosistemelor sunt trofic, adică relațiile nutriționale ale organismelor care reglează întreaga energie a comunităților biotice și întregul ecosistem în ansamblu.

În primul rând, toate organismele sunt împărțite în două grupuri mari - autotrofe și heterotrofe.

autotrof organismele folosesc surse anorganice pentru existența lor, creând astfel materie organică din materie anorganică. Astfel de organisme includ plante verzi fotosintetice din mediul terestre și acvatic, alge albastre-verzi, unele bacterii datorate chimiosintezei etc.

Deoarece organismele sunt destul de diverse în tipuri și forme de nutriție, ele intră în interacțiuni trofice complexe între ele, îndeplinind astfel cele mai importante funcții ecologice în comunitățile biotice. Unii dintre ei produc produse, alții consumă, alții le transformă într-o formă anorganică. Se numesc respectiv: producatori, consumatori si descompunori.

Producătorii producători de produse cu care toate celelalte organisme se hrănesc apoi  acestea sunt plante verzi terestre, alge marine microscopice și de apă dulce care produc substanțe organice din compuși anorganici.

Consumatori Aceștia sunt consumatori de substanțe organice. Printre acestea se numără și animale care consumă numai alimente vegetale  erbivore(vacă) sau consumând numai carnea altor animale  carnivore(prădători), precum și cei care folosesc atât  "omnivor„(om, urs).

descompozitori (distructori))  agenţi reducători. Ele returnează substanțele din organismele moarte înapoi în natura neînsuflețită, descompunând materia organică în compuși și elemente anorganice simple (de exemplu, în CO 2 , NO 2 și H 2 O). Prin returnarea nutrienților în sol sau în mediul acvatic, aceștia completează ciclul biochimic. Acest lucru este realizat în principal de bacterii, majoritatea altor microorganisme și ciuperci. Din punct de vedere funcțional, descompozitorii sunt aceiași consumatori, așa că sunt adesea numiți microconsumatori.

A. G. Bannikov (1977) consideră că insectele joacă, de asemenea, un rol important în procesele de descompunere a materiei organice moarte și în procesele de formare a solului.

Microorganismele, bacteriile și alte forme mai complexe, în funcție de habitat, sunt împărțite în aerobic, adică trăind în prezența oxigenului și anaerob trăind într-un mediu lipsit de oxigen.
1.2. Corpul ca sistem holistic viu

Un organism este orice ființă vie. Se deosebește de natura neînsuflețită printr-un anumit set de proprietăți inerente numai materiei vii: organizarea celulară; metabolismul în rolul principal al proteinelor și acizilor nucleici, oferind homeostaziei organism  auto-reînnoire şi menţinere a constanţei mediului său intern. Organismele vii se caracterizează prin mișcare, iritabilitate, creștere, dezvoltare, reproducere și ereditate, precum și adaptabilitate la condițiile de existență  adaptare.

Interacționând cu mediul abiotic, organismul acționează ca sistem complet, care include toate nivelurile inferioare de organizare biologică (partea stângă a „spectrului”, vezi Fig. 1.1). Toate aceste părți ale corpului (gene, celule, țesuturi celulare, organe întregi și sistemele lor) sunt componente ale nivelului pre-organism. O schimbare a unor părți și funcții ale corpului implică inevitabil o schimbare a celorlalte părți și funcții ale acestuia. Deci, în condițiile schimbătoare ale existenței, ca urmare a selecției naturale, anumite organe primesc o dezvoltare prioritară. De exemplu, un sistem puternic de rădăcină în plantele din zona aridă (iarba cu pene) sau „orbirea” ca urmare a reducerii ochilor la animalele care există în întuneric (aluniță).

Organismele vii au un metabolism, sau metabolism au loc multe reacții chimice. Un exemplu de astfel de reacții este suflare, pe care chiar şi Lavoise şi Laplace o considerau un fel de ardere sau fotosinteză, prin care plantele verzi leagă energia solară, iar ca urmare a proceselor metabolice ulterioare este folosită de întreaga plantă etc.

După cum știți, în procesul de fotosinteză, pe lângă energia solară, se utilizează dioxid de carbon și apă. Ecuația chimică generală pentru fotosinteză arată astfel:

unde C 6 H 12 O 6 este o moleculă de glucoză bogată în energie.

Aproape tot dioxidul de carbon (CO 2 ) provine din atmosferă și în timpul zilei mișcarea sa este direcționată în jos către plante, unde are loc fotosinteza și este eliberat oxigen. Respirația este un proces invers, mișcarea CO 2 noaptea este direcționată în sus și oxigenul este absorbit.

Unele organisme, bacteriile, sunt capabile să creeze compuși organici în detrimentul altor componente, de exemplu, datorită compușilor cu sulf. Astfel de procese sunt numite chimiosinteză.

Metabolismul în organism are loc numai cu participarea unor substanțe proteice macromoleculare speciale  enzime acţionând ca catalizatori. Fiecare reacție biochimică din timpul vieții unui organism este controlată de o enzimă specifică, care la rândul ei este controlată de o singură genă. O schimbare genică numită mutaţie, conduce la o modificare a reacției biochimice din cauza unei modificări a enzimei, iar în cazul lipsei acesteia din urmă, apoi la pierderea etapei corespunzătoare a reacției metabolice.

Cu toate acestea, nu numai enzimele reglează procesele metabolice. Sunt ajutați coenzime molecule mari, din care vitaminele fac parte. vitamine substanțe speciale care sunt necesare pentru metabolismul tuturor organismelor  bacterii, plante verzi, animale și oameni. Lipsa vitaminelor duce la boli, deoarece coenzimele necesare nu se formează și metabolismul este perturbat.

În cele din urmă, o serie de procese metabolice necesită substanțe chimice specifice numite hormoni, care sunt produse în diverse locuri (organe) ale corpului și livrate în alte locuri prin sânge sau prin difuzie. Hormonii efectuează în orice organism coordonarea chimică generală a metabolismului și ajută în această chestiune, de exemplu, sistemul nervos al animalelor și al oamenilor.

La nivel genetic molecular, impactul poluanților, radiațiilor ionizante și ultraviolete este deosebit de sensibil. Ele provoacă o încălcare a sistemelor genetice, a structurii celulare și inhibă acțiunea sistemelor enzimatice. Toate acestea duc la boli ale oamenilor, animalelor și plantelor, oprimarea și chiar distrugerea unor specii de organisme.

Procesele metabolice se desfășoară cu intensitate diferită de-a lungul vieții organismului, pe întreaga cale a dezvoltării sale individuale. Această cale de la naștere până la sfârșitul vieții se numește ontogenie. Ontogeneză este un ansamblu de transformări morfologice, fiziologice și biochimice succesive suferite de organism pe întreaga perioadă a vieții.

Ontogenia include creştere organism, adică o creștere a greutății corporale și a dimensiunii și diferenţiere, adică apariția unor diferențe între celulele și țesuturile omogene, ducându-le la specializarea în îndeplinirea diferitelor funcții în organism. La organismele cu reproducere sexuală, ontogeneza începe cu o celulă fertilizată (zigot). Cu reproducerea asexuată - cu formarea unui nou organism prin divizarea corpului matern sau a unei celule specializate, prin înmugurire, precum și dintr-un rizom, tubercul, bulb etc.

Fiecare organism în ontogenie trece printr-o serie de etape de dezvoltare. Pentru organismele care se reproduc sexual, există germinal(embrionar), postembrionară(postembrionar) și perioada de dezvoltare organism adult. Perioada embrionară se încheie cu eliberarea embrionului din membranele ouălor, iar la nașterea vivipară . Important semnificație pentru mediu pentru animale are un stadiu inițial de dezvoltare postembrionară, decurgând în funcție de tip dezvoltare directă sau după tip metamorfoză trecând prin stadiul larvar. În primul caz, există o dezvoltare treptată într-o formă adultă (pui - pui etc.), în al doilea - dezvoltarea are loc mai întâi sub formă larvele, care există și se hrănește de la sine înainte de a se transforma într-un adult (mormol - broască). La o serie de insecte, stadiul larvar vă permite să supraviețuiți sezonului nefavorabil (temperaturi scăzute, secetă etc.)

În ontogeneza plantelor, există crestere, dezvoltare(se formează organismul adult) și îmbătrânire(slăbirea biosintezei tuturor funcțiilor fiziologice și moartea). Principala caracteristică a ontogenezei plantelor superioare și a majorității algelor este alternanța generațiilor asexuate (sporofite) și sexuale (hematofite).

Procesele și fenomenele care au loc la nivel ontogenetic, adică la nivelul unui individ (individ), sunt o verigă necesară și foarte esențială în funcționarea tuturor viețuitoarelor. Procesele de ontogeneză pot fi perturbate în orice stadiu prin acțiunea poluării chimice, luminoase și termice a mediului și pot duce la apariția unor malformații sau chiar moartea indivizilor în stadiul postnatal al ontogenezei.

Ontogenia modernă a organismelor s-a dezvoltat pe parcursul unei evoluții îndelungate, ca urmare a dezvoltării lor istorice  filogeneza. Nu întâmplător acest termen a fost introdus de E. Haeckel în 1866, deoarece în scopurile ecologiei este necesară reconstituirea transformărilor evolutive ale animalelor, plantelor și microorganismelor. Acest lucru este realizat de știință - filogenetică, care se bazează pe datele a trei științe - morfologie, embriologie și paleontologie.

Relația dintre dezvoltarea celor vii în planul evolutiv istoric și dezvoltarea individuală a organismului a fost formulată de E. Haeckel sub forma legea biogenetică : ontogeneza oricărui organism este o repetare scurtă și concisă a filogenezei unei specii date. Cu alte cuvinte, mai întâi în pântec (la mamifere etc.), apoi, născuți, individualîn dezvoltarea sa repetă într-o formă prescurtată dezvoltarea istorică a speciei sale.
1.3. Caracteristicile generale ale biotei Pământului

În prezent, pe Pământ există peste 2,2 milioane de specii de organisme. Taxonomia lor devine din ce în ce mai complicată, deși scheletul său de bază a rămas aproape neschimbat de la crearea sa de către eminentul om de știință suedez Carl Linnaeus la mijlocul secolului al XVII-lea.

Tabelul 1.1

Taxele superioare ale Citematicii Imperiului Organismelor Celulare

S-a dovedit că pe Pământ există două grupuri mari de organisme, diferențele dintre care sunt mult mai profunde decât între plantele superioare și animalele superioare și, prin urmare, între cele celulare s-au distins pe bună dreptate două regate: procariote - prenucleare slab organizate. iar eucariotele – nucleare foarte organizate. procariote(Procaryota) sunt reprezentate de regatul așa-numitelor pușcă, care include bacterii și alge albastre-verzi, în celulele cărora nu există nucleu și ADN-ul din ele nu este separat de citoplasmă prin nicio membrană. eucariote(Eucariota) sunt reprezentate de trei regate: animale, ciupercisi plante , ale cărei celule conțin un nucleu și ADN-ul este separat de citoplasmă printr-o membrană nucleară, deoarece este situat în nucleul propriu-zis. Ciupercile sunt evidențiate într-un regat separat, deoarece s-a dovedit că nu numai că nu aparțin plantelor, dar probabil că provin din protozoare biflagelate ameboide, adică au o legătură mai strânsă cu lumea animală.

Cu toate acestea, o astfel de împărțire a organismelor vii în patru regate nu a constituit încă baza literaturii de referință și educaționale, prin urmare, în prezentarea ulterioară a materialului, aderăm la clasificări tradiționale, conform cărora bacteriile, algele albastre-verzi și ciupercile. sunt diviziuni ale plantelor inferioare.

Întregul set de organisme vegetale dintr-un anumit teritoriu al planetei de orice detaliu (regiune, district etc.) se numește floră, iar totalitatea organismelor animale  faună.

Flora și fauna acestei zone alcătuiesc împreună biota. Dar acești termeni au o aplicație mult mai largă. De exemplu, se spune flora plantelor cu flori, flora microorganismelor (microflora), microflora solului etc. Termenul „faună” este folosit în mod similar: faună de mamifere, faună de păsări (avifaună), microfaună etc. Termenul „biotă” este utilizate atunci când doresc să evalueze interacțiunea tuturor organismelor vii și a mediului sau, să zicem, influența „biotei solului” asupra proceselor de formare a solului etc. Mai jos este o descriere generală a faunei și florei în conformitate cu clasificarea (vezi Tabelul 1.1).

procariote sunt cele mai vechi organisme din istoria Pământului, urme ale activității lor vitale au fost găsite în zăcămintele din Precambrian, adică în urmă cu aproximativ un miliard de ani. În prezent, sunt cunoscute aproximativ 5000 de specii.

Cele mai frecvente dintre puștile sunt bacterii și sunt în prezent cele mai comune microorganisme din biosferă. Dimensiunile lor variază de la zecimi la doi sau trei micrometri.

Bacteriile sunt omniprezente, dar mai ales în sol - sute de milioane per gram de sol, iar în cernoziomuri mai mult de două miliarde.

Microflora solului este foarte diversă. Aici, bacteriile îndeplinesc diverse funcții și se împart în următoarele grupe fiziologice: bacterii putrefactive, nitrificante, fixatoare de azot, sulfuroase etc. Printre acestea se numără forme aerobe și anaerobe.

Ca urmare a eroziunii solului, bacteriile intră în corpurile de apă. În partea de coastă, există până la 300 de mii de persoane la 1 ml, cu distanța de coastă și cu adâncimea, numărul lor scade la 100–200 de indivizi la 1 ml.

Există mult mai puține bacterii în aerul atmosferic.

Bacteriile sunt răspândite în litosferă sub orizontul solului. Sub stratul de sol, acestea sunt doar cu un ordin de mărime mai mici decât în ​​sol. Bacteriile se răspândesc la sute de metri adâncime în scoarța terestră și se găsesc chiar la adâncimi de 2.000 de metri sau mai mult.

Algă verde-albăstruie asemănătoare ca structură cu celulele bacteriene, sunt autotrofe fotosintetice. Ei trăiesc în principal în stratul de suprafață al rezervoarelor de apă dulce, deși există și în mări. Produsele metabolismului lor sunt compuși azotați care favorizează dezvoltarea altor alge planctonice, care în anumite condiții pot duce la „înflorirea” apei și la poluarea acesteia, inclusiv în sistemele sanitare.

eucariote Acestea sunt toate celelalte organisme de pe Pământ. Cele mai comune dintre ele sunt plantele, dintre care există aproximativ 300 de mii de specii.

Plante  acestea sunt practic singurele organisme care creează materie organică în detrimentul resurselor fizice (nevii)  insolație solară și elemente chimice extrase din sol (complexe). biogene elemente). Toți ceilalți mănâncă alimente organice gata preparate. Prin urmare, plantele, parcă creează, produc hrană pentru restul lumii animale, adică sunt producători.

Toate formele unicelulare și multicelulare de plante, de regulă, au nutriție autotrofă datorită proceselor de fotosinteză.

Alge Acesta este un grup mare de plante care trăiesc în apă, unde pot fie să înoate liber, fie să se atașeze de substrat. Algele sunt primele organisme fotosintetice de pe Pământ, cărora le datorăm apariția oxigenului în atmosfera sa. În plus, sunt capabili să absoarbă azotul, sulful, fosforul, potasiul și alte componente direct din apă și nu din sol.

Restul, mai mult plante foarte organizate locuitori ai pământului. Ei primesc nutrienți din sol prin sistemul radicular, care sunt transportați prin tulpină până la frunze, unde începe fotosinteza. Lichenii, mușchii, ferigile, gimnospermele și angiospermele (înflorirea) sunt unul dintre cele mai importante elemente ale peisajului geografic, dominat aici sunt peste 250.000 de specii cu flori. Vegetația terestră este principalul generator de oxigen care intră în atmosferă, iar distrugerea sa necugetată nu va lăsa doar animalele și oamenii fără hrană, ci și fără oxigen.

Ciupercile inferioare ale solului joacă un rol major în procesele de formare a solului.

animale reprezentate de o mare varietate de forme și dimensiuni, există peste 1,7 milioane de specii. Întregul regn animal este organisme heterotrofe, consumatori.

Cel mai mare număr de specii și cel mai mare număr de indivizi în artropode. Există atât de multe insecte, de exemplu, încât sunt peste 200 de milioane pentru fiecare persoană. Pe locul doi în ceea ce privește numărul de specii se află clasa crustacee, dar numărul lor este mult mai mic decât cel al insectelor. Pe locul trei ca număr de specii sunt vertebratelor, printre care mamiferele ocupă aproximativ o zecime, iar jumătate din toate speciile reprezintă peşte.

Aceasta înseamnă că majoritatea speciilor de vertebrate s-au format în condiții de apă, iar insectele sunt animale pur terestre.

Insectele s-au dezvoltat pe uscat în strânsă legătură cu plantele cu flori, fiind polenizatorii acestora. Aceste plante au apărut mai târziu decât alte specii, dar mai mult de jumătate din speciile tuturor plantelor sunt înflorite. Speciația în aceste două clase de organisme a fost și este acum în strânsă relație.

Dacă comparăm numărul de specii teren organisme și apă, atunci acest raport va fi aproximativ același atât pentru plante, cât și pentru animale  numărul de specii pe uscat  92-93%, în apă  7-8%, ceea ce înseamnă că eliberarea organismelor pe uscat a dat un impuls puternic evoluției. proces în direcţia creşterii diversitatea speciilor, ceea ce duce la o creștere a stabilității comunităților naturale de organisme și a ecosistemelor în ansamblu.
1.4. Despre habitat și factori de mediu

Habitatul unui organism este totalitatea nivelurilor abiotice și biotice ale vieții sale. Proprietățile mediului sunt în continuă schimbare și orice creatură, pentru a supraviețui, se adaptează la aceste schimbări.

Impactul asupra mediului este perceput de organisme prin intermediul unor factori de mediu numiți de mediu.

Factori de mediu Acestea sunt anumite condiții și elemente ale mediului care au un efect specific asupra organismului. Ele sunt împărțite în abiotice, biotice și antropice (Fig. 1.3).

Orez. 1.3. Clasificarea factorilor de mediu

Factori abiotici numit întregul ansamblu de factori ai mediului anorganic care afectează viața și distribuția animalelor și plantelor. Printre acestea se numără cele fizice, chimice și edafice. Ni se pare că rolul ecologic al câmpurilor geofizice naturale nu trebuie subestimat.

Factori fizici acestea sunt cele a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura - dacă este ridicată, va exista o arsură, dacă este foarte scăzută - degerături. Alți factori pot afecta și efectul temperaturii: în apă - curent, pe uscat - vânt și umiditate etc.

Factori chimici Acestea sunt cele care provin din compoziţia chimică a mediului. De exemplu, salinitatea apei, dacă este mare, viața într-un rezervor poate fi complet absentă (Marea Moartă), dar, în același timp, majoritatea organismelor marine nu pot trăi în apă dulce. Viața animalelor pe uscat și în apă depinde de adecvarea conținutului de oxigen etc.

Factori edafici, adică solul,  aceasta este o combinație de proprietăți chimice, fizice și mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele care trăiesc în ele, adică pentru care sunt habitatul, cât și sistemul radicular al plantelor. Sunt binecunoscute efectele componentelor chimice (elementele biogene), ale temperaturii, umidității, structurii solului, conținutului de humus etc., asupra creșterii și dezvoltării plantelor.

Câmpuri geofizice naturale au un impact ecologic global asupra biotei Pământului și a oamenilor. Semnificația ecologică a, de exemplu, câmpurile magnetice, electromagnetice, radioactive și alte câmpuri ale Pământului este binecunoscută.

Câmpurile geofizice sunt și factori fizici, dar sunt de natură litosferică, în plus, se poate presupune în mod rezonabil că factorii edafici sunt preponderent de natură litosferică, întrucât mediul pentru apariția și acțiunea lor este solul, care este format din roci din partea de suprafață a litosferei, prin urmare le-am combinat într-un singur grup (vezi Fig. 1.3).

Cu toate acestea, nu numai factorii abiotici afectează organismele. Organismele formează comunități în care trebuie să lupte pentru resursele alimentare, pentru deținerea anumitor pășuni sau teritoriu de vânătoare, adică să concureze între ele atât la nivel intraspecific, cât și, mai ales, la nivel interspecific. Aceștia sunt deja factori de natură vii sau factori biotici.

Factori biotici  totalitatea influenţelor activităţii de viaţă a unor organisme asupra activităţii de viaţă a altora, precum şi asupra mediului neviu (Khrustalev et al., 1996). În acest din urmă caz, vorbim despre capacitatea organismelor în sine de a influența într-o anumită măsură condițiile de viață. De exemplu, într-o pădure, sub influența acoperirii vegetației, o specială microclimat, sau micromediu, unde, în comparație cu habitatul deschis, se creează propriul regim de temperatură și umiditate: iarna este cu câteva grade mai cald, vara este mai rece și mai umed. Un micromediu special este creat și în golurile copacilor, vizuini, peșteri etc.

De remarcat în mod deosebit sunt condițiile micromediului de sub stratul de zăpadă, care are deja o natură pur abiotică. Ca urmare a efectului de încălzire al zăpezii, care este cel mai eficient atunci când are o grosime de cel puțin 50–70 cm, la baza ei trăiesc mici rozătoare, aproximativ într-un strat de 5 cm, iarna, deoarece condițiile de temperatură pentru ele sunt favorabil aici (de la 0 la minus 2 С). Datorită aceluiași efect, răsadurile de cereale de iarnă - secară, grâu - rămân sub zăpadă. De asemenea, animalele mari se ascund în zăpadă de înghețuri severe - căprioare, elani, lupi, vulpi, iepuri de câmp etc., culcate în zăpadă pentru a se odihni.

Interacțiuni intraspecificeîntre indivizii aceleiaşi specii sunt alcătuite din efecte de grup şi de masă şi competiţie intraspecifică. Efecte de grup și de masă - termeni propuși de Grasset (1944), denotă asocierea animalelor din aceeași specie în grupuri de doi sau mai mulți indivizi și efectul cauzat de suprapopularea mediului. În prezent, aceste efecte sunt denumite cel mai frecvent ca factori demografici. Ele caracterizează dinamica numărului și a densității grupurilor de organisme la nivel de populație, care se bazează pe competiţie intraspecifică, care este fundamental diferit de interspecie. Se manifestă în principal în comportamentul teritorial al animalelor care își protejează locurile de cuibărit și o zonă cunoscută din zonă. La fel și multe păsări și pești.

Relații interspecii mult mai divers (vezi Fig. 1.3). Două specii care trăiesc una lângă alta s-ar putea să nu se influențeze deloc una pe cealaltă, ele se pot influența atât favorabil, cât și nefavorabil. Tipuri posibile de combinații și reflectă diferite tipuri de relații:

 neutralism ambele tipuri sunt independente și nu au niciun efect unul asupra celuilalt;

 concurență fiecare dintre specii are un efect negativ asupra celeilalte;

 mutualism speciile nu pot exista unele fără altele;

 proto-operație(commonwealth)  ambele specii formează o comunitate, dar pot exista separat, deși comunitatea le avantajează pe ambele;

 comensalism o specie, comensalul, beneficiază de conviețuire, iar cealaltă specie  proprietarul nu are niciun beneficiu (toleranță reciprocă);

 amensalism o specie, amensală, experimentează inhibarea creșterii și reproducerii de la alta;

 prădare Specia prădătoare se hrănește cu prada sa.

Relaţiile interspecifice stau la baza existenţei comunităţilor biotice (biocenoze).

Factori antropogeni  factorii generați de om și care afectează mediul înconjurător (poluarea, eroziunea solului, defrișările etc.) sunt considerați în ecologia aplicată (vezi „Partea a II-a” a acestui manual).

Printre factorii abiotici, se evidențiază adesea climatice(temperatura, umiditatea aerului, vant, etc.) si hidrografic factori ai mediului acvatic (apa, debitul, salinitatea etc.).

Majoritatea factorilor, calitativ și cantitativ, se modifică în timp. De exemplu, climatul  în timpul zilei, anotimpului, după an (temperatură, iluminare etc.).

Factorii care se modifică în mod regulat în timp sunt numiți periodic. Acestea includ nu numai climatice, ci și unele hidrografice - fluxuri și refluxuri, unii curenți oceanici. Factorii care apar pe neașteptate (erupție vulcanică, atacul prădătorilor etc.) se numesc neperiodică.

Împărțirea factorilor în periodici și neperiodici (Monchadsky, 1958) este de mare importanță în studierea adaptabilității organismelor la condițiile de viață.

1.5. Despre adaptările organismelor la mediu

Adaptare (lat. adaptare)  adaptarea organismelor la mediu. Acest proces acoperă structura și funcțiile organismelor (indivizi, specii, populații) și organele acestora. Adaptarea se dezvoltă întotdeauna sub influența a trei factori principali  variație, ereditate și selecție naturală(precum și artificial, realizat de om).

Principalele adaptări ale organismelor la factorii de mediu sunt determinate ereditar. S-au format pe traseul istoric și evolutiv al biotei și s-au schimbat odată cu variabilitatea factorilor de mediu. Organismele sunt adaptate să acționeze în mod constant factori periodici, dar printre ele este important să se facă distincția între primar și secundar.

Primar aceștia sunt factorii care au existat pe Pământ încă înainte de apariția vieții: temperatura, iluminarea, mareele, refluxul etc. Adaptarea organismelor la acești factori este cea mai veche și cea mai perfectă.

Secundar factorii periodici sunt rezultatul modificărilor celor primari: umiditatea aerului, în funcție de temperatură; hrana vegetală, în funcție de ciclicitatea dezvoltării plantelor; o serie de factori biotici de influență intraspecifică etc. Au apărut mai târziu decât cei primari, iar adaptarea la ei nu este întotdeauna exprimată clar.

În condiții normale, în habitat ar trebui să acționeze doar factorii periodici, cei neperiodici ar trebui să lipsească.

Sursa adaptării o constituie modificările genetice din organism  mutatii apărute atât sub influența factorilor naturali în stadiul istoric și evolutiv, cât și ca urmare a influenței artificiale asupra organismului. Mutațiile sunt diverse și acumularea lor poate duce chiar la fenomene de dezintegrare, dar datorită selecţie mutațiile și combinarea lor capătă semnificația „factorului creativ principal în organizarea adaptativă a formelor vii” (TSB, 1970, vol. 1).

Pe calea istorico-evolutivă a dezvoltării, factorii abiotici și biotici în combinație acționează asupra organismelor. Sunt cunoscute atât adaptările de succes ale organismelor la acest complex de factori, cât și „nereușite”, adică, în loc de adaptare, specia se stinge.

Un exemplu excelent de adaptare reușită este evoluția calului pe o perioadă de aproximativ 60 de milioane de ani de la un strămoș scurt la un animal iute modern și frumos, cu o înălțime de până la 1,6 m la greabăn. Un exemplu opus este extincția relativ recentă (cu zeci de mii de ani în urmă) a mamuților. Clima extrem de aridă, subarctică a ultimei glaciații a dus la dispariția vegetației cu care se hrăneau aceste animale, care, de altfel, sunt bine adaptate la temperaturi scăzute (Velichko, 1970). În plus, se exprimă opinii că omul primitiv a fost și „vinovat” de dispariția mamutului, care a trebuit să supraviețuiască: a folosit carne de mamut ca hrană, iar pielea l-a salvat de frig.

În exemplul de mamut de mai sus, lipsa hranei vegetale a limitat inițial numărul de mamuți, iar dispariția acestuia a dus la moartea acestora. Alimentele vegetale au acționat aici ca un factor limitator. Acești factori joacă un rol critic în supraviețuirea și adaptarea organismelor.

1.6. Limitarea factorilor de mediu

Pentru prima dată, chimistul agricol german J. Liebig a subliniat importanța factorilor limitatori la mijlocul secolului al XIX-lea. S-a instalat legea minimului: randamentul (producția) depinde de factorul care este la minim. Dacă în sol componentele utile în ansamblu reprezintă un sistem echilibrat și numai o substanță, de exemplu, fosforul, este conținută în cantități apropiate de un minim, atunci acest lucru poate reduce randamentul. Dar s-a dovedit că și aceleași minerale, care sunt foarte utile atunci când sunt conținute optim în sol, reduc randamentul dacă sunt în exces. Asta înseamnă că factorii pot fi limitativi, fiind la maxim.

În acest fel, limitarea factorilor de mediu ar trebui să se numească astfel de factori care limitează dezvoltarea organismelor prin lipsa sau excesul lor față de nevoie (conținut optim). Uneori sunt numiti factori limitatori.

În ceea ce privește legea minimului de J. Liebig, are un efect limitat și doar la nivel de substanțe chimice. R. Mitcherlich a arătat că randamentul depinde de acțiunea combinată a tuturor factorilor vieții plantelor, inclusiv temperatura, umiditatea, lumina etc.

Diferențele în cumulativși izolat acțiunile sunt legate de alți factori. De exemplu, pe de o parte, efectul temperaturilor negative este sporit de vânt și umiditatea ridicată a aerului, dar, pe de altă parte, umiditatea ridicată slăbește efectul temperaturilor ridicate etc. Dar, în ciuda influenței reciproce a factorilor, ei încă nu pot. înlocuiți unul pe altul, care se găsește reflectare în legea independenţei factorilor de V. R. Williams: conditiile de viata sunt echivalente, niciunul dintre factorii vietii nu poate fi inlocuit cu altul. De exemplu, acțiunea umidității (apei) nu poate fi înlocuită cu acțiunea dioxidului de carbon sau a luminii solare etc.

Cel mai complet și în cea mai generală formă, se reflectă complexitatea influenței factorilor de mediu asupra organismului Legea toleranței a lui W. Shelford: absența sau imposibilitatea prosperității este determinată de o deficiență (în sens calitativ sau cantitativ) sau, dimpotrivă, de un exces al oricăruia dintre o serie de factori, al căror nivel poate fi apropiat de limitele tolerate de un organism dat. Aceste două limite sunt numite in afara toleranţă.

În ceea ce privește acțiunea unui factor, această lege poate fi ilustrată astfel: un anumit organism este capabil să existe la o temperatură de la minus 5 până la plus 25 0 C, adică. intervalul de toleranță se află în aceste temperaturi. Sunt numite organisme a căror viață necesită condiții limitate de un interval îngust de toleranță în ceea ce privește temperatura stenotermic(„perete”  îngust) și capabil să trăiască într-un interval larg de temperatură  euritermală(„evry”  lat) (Fig. 1.4).

Orez. 1.4. Compararea limitelor de toleranță relative ale stenotermice și
organisme euritermale (după F. Ruttner, 1953)

Alți factori limitatori acționează ca temperatura, iar organismele, în raport cu natura influenței lor, se numesc, respectiv, stenobionteși euribionti. De exemplu, se spune că un organism este stenobiotic în raport cu umiditatea sau euribiontic în raport cu factorii climatici etc. Organismele care sunt euribiotice în raport cu principalii factori climatici sunt cele mai răspândite pe Pământ.

Gama de toleranță a unui organism nu rămâne constantă; de exemplu, se îngustează dacă oricare dintre factori este aproape de orice limită sau în timpul reproducerii organismului, când mulți factori devin limitatori. Aceasta înseamnă că natura acțiunii factorilor de mediu în anumite condiții se poate schimba, adică poate fi sau nu limitativă. În același timp, nu trebuie să uităm că organismele însele sunt capabile să reducă efectul limitativ al factorilor prin crearea, de exemplu, a unui anumit microclimat (micromediu). Aici există un fel compensarea factorilor, care este cel mai eficient la nivel de comunitate, mai rar la nivel de specie.

Această compensare a factorilor creează de obicei condiţii pentru aclimatizarea fiziologică specie euribiotă, care are o răspândire largă, care, aclimatându-se în acest loc anume, creează un fel de populație, care se numește ecotip, ale căror limite de toleranță corespund condițiilor locale. Cu procese de adaptare mai profunde, pot apărea și aici rase genetice.

Astfel, în condiții naturale, organismele depind de starea factorilor fizici critici, asupra conținutului de substanțe necesareși din intervalul de toleranță organismele însele la acestea și la alte componente ale mediului.
Întrebări de control

1. Care sunt nivelurile de organizare biologică a vieții? Care dintre ele sunt obiecte de studiu ale ecologiei?

2. Ce este biogeocenoza și ecosistemul?

3. Cum sunt împărțite organismele în funcție de natura sursei de hrană? Prin funcțiile ecologice în comunitățile biotice?

4. Ce este un organism viu și prin ce diferă acesta de natura neînsuflețită?

5. Care este mecanismul de adaptare în timpul interacțiunii organismului ca sistem integral cu mediul?

6. Ce este respirația plantelor și fotosinteza? Care este semnificația proceselor metabolice ale autotrofelor pentru biota Pământului?

7. Care este esența legii biogenetice?

8. Care sunt caracteristicile clasificării moderne a organismelor?

9. Care este habitatul unui organism? Concepte despre factorii ecologici.

10. Cum se numește setul de factori ai mediului anorganic? Dați numele și definiți acești factori.

11. Cum se numește totalitatea factorilor mediului organic viu? Dați denumirea și dați o definiție a influenței activității vitale a unor organisme asupra activității vitale a altora la nivel intraspecific și interspecific.

12. Care este esența adaptărilor? Care este semnificația factorilor periodici și neperiodici în procesele de adaptare?

13. Cum se numesc factorii de mediu care limitează dezvoltarea unui organism? Legile minimului de J. Liebig și toleranța de W. Shelford.

14. Care este esența efectului izolat și cumulativ al factorilor de mediu? Legea lui V. R. Williams.

15. Ce se înțelege prin intervalul de toleranță al unui organism și cum sunt ele subdivizate în funcție de mărimea acestui interval?

Lev Dmitrievici Peredelsky- o figură marcantă în domeniul istoriei locale.

L.D. Peredelsky s-a născut pe 27 octombrie 1922 la Karachev. În 1940 a absolvit Colegiul Pedagogic Karachev și a fost numit director al unei școli rurale. În același an a fost înrolat în Armata Roșie. A trecut prin întregul război în forțele de apărare aeriană, a participat la bătălia pentru Moscova, a primit un ordin militar și medalii. După război, a absolvit Institutul Pedagogic din Moscova cu o diplomă în istorie. A lucrat ca inspector al Karachevsky RONO, director al școlilor rurale, iar din 1959 - director al școlii secundare care poartă numele. M.A. Gorki în orașul Karachev. „Excelență în Învățământul Public”, „Profesor onorat al RSFSR”.

Implicat activ în munca de istorie locală. El a adunat și a sistematizat material bogat care caracterizează traseul glorios al orașului antic, eroismul și sacrificiul de sine al poporului Karachev în toate etapele istoriei sale de peste 850 de ani.

Cartea „Karachev” a trecut prin două ediții (1969,1995). Lev Dmitrievich este cetățean de onoare al orașului Karachev.

Laureat al concursului Ministerului Educației al Federației Ruse pentru crearea de manuale de o nouă generație în științe generale ale naturii (Moscova, 1999). Primul manual rusesc la disciplina „Ecologie” pentru studenții care studiază științe tehnice.
Manualul este scris în conformitate cu cerințele actualului standard educațional de stat și cu programul recomandat de Ministerul Educației din Rusia. Este format din două părți - teoretică și aplicată. În cele cinci secțiuni ale sale, sunt luate în considerare principalele prevederi ale ecologiei generale, doctrina biosferei și ecologia umană; impactul antropic asupra biosferei, problemele de protecție ecologică și protecția mediului. În general, manualul formează o nouă viziune ecologică, noosferică asupra lumii în rândul studenților.
Destinat studenților instituțiilor de învățământ superior. Manualul este recomandat și pentru profesorii și elevii din licee, licee și colegii. De asemenea, este necesar pentru o gamă largă de lucrători inginerești și tehnici implicați în managementul mediului și protecția mediului.

Iată unul dintre manualele unei noi generații la disciplina „Ecologie” pentru studenții instituțiilor de învățământ superior care studiază în domenii tehnice și specialități de învățământ profesional, scris de cunoscuți experți în domeniul științelor mediului și promovat un dificil și lung calea selectiei competitive.

Acest manual este unul dintre cei trei câștigători la disciplina „Ecologie” a Concursului rusesc de manuale de generație nouă în științe fundamentale generale ale naturii. Acest concurs, pentru prima dată în istoria învățământului superior din Rusia, în legătură cu reforma structurii și conținutului programelor de învățământ superior, a fost inițiat de Comitetul de Stat pentru Învățământul Superior al Rusiei (în continuare - Ministerul Educației din Rusia). Rusia) și a avut loc în perioada 1995-1998. pe baza Universității de prietenie a popoarelor din Rusia.

CONŢINUT
Draga cititorule! 10
Prefață 11
Introducere. ECOLOGIE. REZUMATUL DEZVOLTĂRII 13
§ 1. Subiectul și sarcinile ecologiei 13
§ 2. Istoria dezvoltării ecologiei 17
§ 3. Importanța educației pentru mediu 21
Partea I. ECOLOGIE TEORETICĂ
Secțiunea unu. ECOLOGIE GENERALĂ 26
Capitolul 1. Organismul ca sistem integral viu 26
§ 1. Niveluri de organizare biologică și ecologie 26
§ 2. Dezvoltarea unui organism ca sistem integral viu 32
§ 3. Sistemele organismelor și biotei Pământului? 6
Capitolul 2. Interacțiunea organismului cu mediul 43
§ 1. Conceptul de habitat și factori de mediu 43
§ 2. Idei de bază despre adaptările organismelor 47
§ 3. Factori limitativi 49
§ 4. Importanţa factorilor fizici şi chimici de mediu în viaţa organismelor 52
§ 5. Factorii edafici și rolul lor în viața plantelor și a biotei solului 70
§ 6. Resursele ființelor vii ca factori de mediu 77
Capitolul 3. Populații 86
§ 1. Indicatori statici ai populaţiilor 86
§ 2. Indicatori dinamici ai populaţiilor 88
§ 3. Speranța de viață 90
§ 4. Dinamica creșterii populației 94
§ 5. Strategii de supraviețuire ecologică 99
§ 6. Reglementarea densității populației 100
Capitolul 4 Comunitățile biotice 105
§ 1. Structura speciei a biocenozei 106
§ 2. Structura spaţială a biocenozei 110
§ 3. Nişă ecologică. Relația organismelor în biocenoză 111
Capitolul 5 Sisteme ecologice 122
§ 1. Conceptul de ecosistem 122
§ 2. Producția și descompunerea în natură 126
§ 3. Homeostazia ecosistemului 128
§ 4. Energie ecosistemică 130
§ 5. Productivitatea biologică a ecosistemelor 134
§ 6. Dinamica ecosistemelor 139
§ 7. Abordare de sistem și modelare în ecologie 147
Secțiunea a doua. ÎNVĂȚARE DESPRE BIOSFERĂ 155
Capitolul 6. Biosfera – ecosistemul global al pământului 155
§ 1. Biosfera ca una dintre învelișurile Pământului 155
§ 2. Compoziția și limitele biosferei 161
§ 3. Ciclul substanţelor din natură 168
§ 4. Ciclurile biogeochimice ale celor mai vitali nutrienti 172
Capitolul 7. Ecosistemele naturale ale pământului ca unități corologice ale biosferei 181
§ 1. Clasificarea ecosistemelor naturale ale biosferei pe bază de peisaj 181
§ 2. Biomi terestre (ecosisteme) 190
§ 3. Ecosisteme de apă dulce 198
§ 4. Ecosisteme marine 207
§ 5. Integritatea biosferei ca ecosistem global 213
Capitolul 8. Principalele direcții de evoluție a biosferei 217
§ 1. Învățătura lui V. I. Vernadsky despre biosferă 217
§ 2. Biodiversitatea biosferei ca urmare a evoluției acesteia 223
§ 3. 0 impactul normativ al biotei asupra mediului 226
§ 4. Noosfera ca o nouă etapă în evoluția biosferei 230
Secțiunea a treia. ECOLOGIA UMANĂ 234
Capitolul 9. Natura biosocială a omului și ecologie 234
§ 1. Omul ca specie biologică 235
§ 2. Caracteristicile populației unei persoane 243
§ 3. Resursele naturale ale Pământului ca factor limitativ în supraviețuirea umană 250
Capitolul 10. Ecosisteme antropogenice 258
§ 1. Omul și ecosistemele 258
§ 2. Ecosisteme agricole (agroecosisteme) 263
§ 3. Ecosisteme industrial-urbane 266
Capitolul 11. Ecologie și sănătatea umană 271
§ 1. Influenţa factorilor naturali şi de mediu asupra sănătăţii umane 271
§ 2. Influenţa factorilor sociali şi de mediu asupra sănătăţii umane 274
§ 3. Igiena si sanatatea umana 282
Partea a II-a. ECOLOGIE APLICATĂ
Secțiunea a patra. IMPACTUL ANTROPOGEN ASUPRA BIOSFEREI 286
Capitolul 12. Principalele tipuri de impacturi antropice asupra biosferei 286
Capitolul 13. Impactul antropic asupra atmosferei 295
§ 1. Poluarea aerului 296
§ 2. Principalele surse de poluare a aerului 299
§ 3. Consecințele ecologice ale poluării atmosferice 302
§ 4. Consecințele ecologice ale poluării atmosferice globale 307
Capitolul 14. Impacturi antropice asupra hidrosferei 318
§ 1. Poluarea hidrosferei 318
§ 2. Consecințele ecologice ale poluării hidrosferei 326
§ 3. Epuizarea apelor subterane si de suprafata 331
Capitolul 15. Impacturi antropice asupra litosferei 337
§ 1. Impacturi asupra solurilor 338
§ 2. Impacturi asupra rocilor si masivelor acestora 352
§ 3. Impacturi asupra subsolului 360
Capitolul 16. Impactul antropic asupra comunităților biotice 365
§ 1. Valoarea pădurii în natură şi viaţa omului 365
§ 2. Impactul antropic asupra pădurilor și a altor comunități de plante 369
§ 3. Consecințele ecologice ale impactului uman asupra lumii vegetale 372
§ 4. Valoarea lumii animale în biosferă 377
§ 5. Impactul omului asupra animalelor și cauzele dispariției lor 379
Capitolul 17. Tipuri speciale de impact asupra biosferei 385
§ 1. Poluarea mediului prin deşeuri de producţie şi consum 385
§ 2 Expunerea la zgomot 390
§ 3. Contaminarea biologică 393
§ 4. Impactul câmpurilor electromagnetice și al radiațiilor 395
Capitolul 18. Impacturi extreme asupra biosferei 399
§ 1. Impactul armelor de distrugere în masă 400
§ 2. Impactul dezastrelor ecologice provocate de om 403
§ 3. Dezastre naturale 408
Secțiunea cinci. PROTECȚIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI 429
Capitolul 19. Principii de bază ale protecției mediului și managementului rațional al naturii 429
Capitolul 20. Ingineria protectiei mediului 437
§ 1. Direcţii principale de protecţie inginerească a mediului 437
§ 2. Regulamentul de calitate a mediului 443
§ 3. Protecţia atmosferei 451
§ 4. Protecția hidrosferei 458
§ 5. Protecția litosferei 471
§ 6. Protecția comunităților biotice 484
§ 7. Protecția mediului de tipuri speciale de impact 500
Capitolul 21. Fundamentele dreptului mediului 516
§ 1. Izvoarele dreptului mediului 516
§ 2. Autoritățile statului pentru protecția mediului 520
§ 3. Standardizarea și certificarea de mediu 522
§ 4. Expertiza ecologică și evaluarea impactului asupra mediului (EIM) 524
§ 5. Managementul, auditul și certificarea de mediu 526
§ 6. Conceptul de risc de mediu 528
§ 7. Monitorizarea mediului (monitorizarea mediului) 531
§ 8. Controlul mediului și mișcările sociale de mediu 537
§ 9. Drepturile și obligațiile de mediu ale cetățenilor 540
§ 10. Răspunderea juridică pentru infracțiunile de mediu 543
Capitolul 22. Ecologie și economie 547
§ 1. Contabilitatea ecologică şi economică a resurselor naturale şi a poluanţilor 549
§ 2. Licență, acord și limite de utilizare a resurselor naturale 550
§ 3. Noi mecanisme de finanţare a protecţiei mediului 552
§ 4. Conceptul conceptului de dezvoltare durabilă 556
Capitolul 23
§ 1. Antropocentrism şi ecocentrism. Formarea unei noi conștiințe ecologice 560
§ 2. Educaţie, educaţie şi cultură ecologică 567
Capitolul 24. Cooperarea internațională în domeniul ecologiei 572
§ 1 Obiecte internaționale de protecție a mediului 573
§ 2. Principiile de bază ale cooperării internaționale în domeniul mediului 576
§ 3. Participarea Rusiei la cooperarea internațională în domeniul mediului 580
Manifest ecologic (după N. F. Reimers) (în loc de concluzie) 584
Concepte și definiții de bază în domeniul ecologiei, protecției mediului și managementului naturii 586
Index 591
CITTURA RECOMANDATĂ 599

Ed. a XII-a, supliment. și refăcut. - Rostov n/D: Phoenix, 2007. - 602 p.

Laureat al concursului Ministerului Educației al Federației Ruse pentru crearea de manuale de o nouă generație în științe generale ale naturii (Moscova, 1999). Primul manual rusesc la disciplina „Ecologie” pentru studenții care studiază științe tehnice.

Manualul este scris în conformitate cu cerințele actualului standard educațional de stat și cu programul recomandat de Ministerul Educației din Rusia. Este format din două părți - teoretică și aplicată. În cele cinci secțiuni ale sale, sunt luate în considerare principalele prevederi ale ecologiei generale, doctrina biosferei și ecologia umană; impactul antropic asupra biosferei, problemele de protecție ecologică și protecția mediului. În general, manualul formează o nouă viziune ecologică, noosferică asupra lumii în rândul studenților.

Destinat studenților instituțiilor de învățământ superior. Manualul este recomandat și pentru profesorii și elevii din licee, licee și colegii. De asemenea, este necesar pentru o gamă largă de lucrători inginerești și tehnici implicați în managementul mediului și protecția mediului.

Format: pdf

Marimea: 9,4 MB

Descarca: drive.google

Format: doc

Marimea: 28 MB

Descarca: drive.google

CONŢINUT
Draga cititorule! 10
Prefață 11
Introducere. ECOLOGIE. REZUMATUL DEZVOLTĂRII 13
§ 1. Subiectul și sarcinile ecologiei 13
§ 2. Istoria dezvoltării ecologiei 17
§ 3. Importanța educației pentru mediu 21
Partea I. ECOLOGIE TEORETICĂ
Secțiunea unu. ECOLOGIE GENERALĂ 26
Capitolul 1. Organismul ca sistem integral viu 26
§ 1. Niveluri de organizare biologică și ecologie 26
§ 2. Dezvoltarea unui organism ca sistem integral viu 32
§ 3. Sistemele organismelor și biotei Pământului? 6
Capitolul 2. Interacțiunea organismului cu mediul 43
§ 1. Conceptul de habitat și factori de mediu 43
§ 2. Idei de bază despre adaptările organismelor 47
§ 3. Factori limitativi 49
§ 4. Importanţa factorilor fizici şi chimici de mediu în viaţa organismelor 52
§ 5. Factorii edafici și rolul lor în viața plantelor și a biotei solului 70
§ 6. Resursele ființelor vii ca factori de mediu 77
Capitolul 3. Populații 86
§ 1. Indicatori statici ai populaţiilor 86
§ 2. Indicatori dinamici ai populaţiilor 88
§ 3. Speranța de viață 90
§ 4. Dinamica creșterii populației 94
§ 5. Strategii de supraviețuire ecologică 99
§ 6. Reglementarea densității populației 100
Capitolul 4 Comunitățile biotice 105
§ 1. Structura speciei a biocenozei 106
§ 2. Structura spaţială a biocenozei 110
§ 3. Nişă ecologică. Relația organismelor în biocenoză 111
Capitolul 5 Sisteme ecologice 122
§ 1. Conceptul de ecosistem 122
§ 2. Producția și descompunerea în natură 126
§ 3. Homeostazia ecosistemului 128
§ 4. Energie ecosistemică 130
§ 5. Productivitatea biologică a ecosistemelor 134
§ 6. Dinamica ecosistemelor 139
§ 7. Abordare de sistem și modelare în ecologie 147
Secțiunea a doua. ÎNVĂȚARE DESPRE BIOSFERĂ 155
Capitolul 6. Biosfera – ecosistemul global al pământului 155
§ 1. Biosfera ca una dintre învelișurile Pământului 155
§ 2. Compoziția și limitele biosferei 161
§ 3. Ciclul substanţelor din natură 168
§ 4. Ciclurile biogeochimice ale celor mai vitali nutrienti 172
Capitolul 7. Ecosistemele naturale ale pământului ca unități corologice ale biosferei 181
§ 1. Clasificarea ecosistemelor naturale ale biosferei pe bază de peisaj 181
§ 2. Biomi terestre (ecosisteme) 190
§ 3. Ecosisteme de apă dulce 198
§ 4. Ecosisteme marine 207
§ 5. Integritatea biosferei ca ecosistem global 213
Capitolul 8. Principalele direcții de evoluție a biosferei 217
§ 1. Învățătura lui V. I. Vernadsky despre biosferă 217
§ 2. Biodiversitatea biosferei ca urmare a evoluției acesteia 223
§ 3. 0 impactul normativ al biotei asupra mediului 226
§ 4. Noosfera ca o nouă etapă în evoluția biosferei 230
Secțiunea a treia. ECOLOGIA UMANĂ 234
Capitolul 9. Natura biosocială a omului și ecologie 234
§ 1. Omul ca specie biologică 235
§ 2. Caracteristicile populației unei persoane 243
§ 3. Resursele naturale ale Pământului ca factor limitativ în supraviețuirea umană 250
Capitolul 10. Ecosisteme antropogenice 258
§ 1. Omul și ecosistemele 258
§ 2. Ecosisteme agricole (agroecosisteme) 263
§ 3. Ecosisteme industrial-urbane 266
Capitolul 11. Ecologie și sănătatea umană 271
§ 1. Influenţa factorilor naturali şi de mediu asupra sănătăţii umane 271
§ 2. Influenţa factorilor sociali şi de mediu asupra sănătăţii umane 274
§ 3. Igiena si sanatatea umana 282
Partea a II-a. ECOLOGIE APLICATĂ
Secțiunea a patra. IMPACTUL ANTROPOGEN ASUPRA BIOSFEREI 286
Capitolul 12. Principalele tipuri de impacturi antropice asupra biosferei 286
Capitolul 13. Impactul antropic asupra atmosferei 295
§ 1. Poluarea aerului 296
§ 2. Principalele surse de poluare a aerului 299
§ 3. Consecințele ecologice ale poluării atmosferice 302
§ 4. Consecințele ecologice ale poluării atmosferice globale 307
Capitolul 14. Impacturi antropice asupra hidrosferei 318
§ 1. Poluarea hidrosferei 318
§ 2. Consecințele ecologice ale poluării hidrosferei 326
§ 3. Epuizarea apelor subterane si de suprafata 331
Capitolul 15. Impacturi antropice asupra litosferei 337
§ 1. Impacturi asupra solurilor 338
§ 2. Impacturi asupra rocilor si masivelor acestora 352
§ 3. Impacturi asupra subsolului 360
Capitolul 16. Impactul antropic asupra comunităților biotice 365
§ 1. Valoarea pădurii în natură şi viaţa omului 365
§ 2. Impactul antropic asupra pădurilor și a altor comunități de plante 369
§ 3. Consecințele ecologice ale impactului uman asupra lumii vegetale 372
§ 4. Valoarea lumii animale în biosferă 377
§ 5. Impactul omului asupra animalelor și cauzele dispariției lor 379
Capitolul 17. Tipuri speciale de impact asupra biosferei 385
§ 1. Poluarea mediului prin deşeuri de producţie şi consum 385
§ 2 Expunerea la zgomot 390
§ 3. Contaminarea biologică 393
§ 4. Impactul câmpurilor electromagnetice și al radiațiilor 395
Capitolul 18. Impacturi extreme asupra biosferei 399
§ 1. Impactul armelor de distrugere în masă 400
§ 2. Impactul dezastrelor ecologice provocate de om 403
§ 3. Dezastre naturale 408
Secțiunea cinci. PROTECȚIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI 429
Capitolul 19. Principii de bază ale protecției mediului și managementului rațional al naturii 429
Capitolul 20. Ingineria protectiei mediului 437
§ 1. Direcţii principale de protecţie inginerească a mediului 437
§ 2. Regulamentul de calitate a mediului 443
§ 3. Protecţia atmosferei 451
§ 4. Protecția hidrosferei 458
§ 5. Protecția litosferei 471
§ 6. Protecția comunităților biotice 484
§ 7. Protecția mediului de tipuri speciale de impact 500
Capitolul 21. Fundamentele dreptului mediului 516
§ 1. Izvoarele dreptului mediului 516
§ 2. Autoritățile statului pentru protecția mediului 520
§ 3. Standardizarea și certificarea de mediu 522
§ 4. Expertiza ecologică și evaluarea impactului asupra mediului (EIM) 524
§ 5. Managementul, auditul și certificarea de mediu 526
§ 6. Conceptul de risc de mediu 528
§ 7. Monitorizarea mediului (monitorizarea mediului) 531
§ 8. Controlul mediului și mișcările sociale de mediu 537
§ 9. Drepturile și obligațiile de mediu ale cetățenilor 540
§ 10. Răspunderea juridică pentru infracțiunile de mediu 543
Capitolul 22. Ecologie și economie 547
§ 1. Contabilitatea ecologică şi economică a resurselor naturale şi a poluanţilor 549
§ 2. Licență, acord și limite de utilizare a resurselor naturale 550
§ 3. Noi mecanisme de finanţare a protecţiei mediului 552
§ 4. Conceptul conceptului de dezvoltare durabilă 556
Capitolul 23
§ 1. Antropocentrism şi ecocentrism. Formarea unei noi conștiințe ecologice 560
§ 2. Educaţie, educaţie şi cultură ecologică 567
Capitolul 24. Cooperarea internațională în domeniul ecologiei 572
§ 1 Obiecte internaționale de protecție a mediului 573
§ 2. Principiile de bază ale cooperării internaționale în domeniul mediului 576
§ 3. Participarea Rusiei la cooperarea internațională în domeniul mediului 580
Manifest ecologic (după N. F. Reimers) (în loc de concluzie) 584
Concepte și definiții de bază în domeniul ecologiei, protecției mediului și managementului naturii 586
Index 591
CITTURA RECOMANDATĂ 599

Prelegeri 8-9. BIOGEOCOENOZA și componentele acesteia. CONCEPT, structură. metode de studiere a fitocenozelor.

Literatură

Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ecologie. Rostov pe Don: Phoenix, 2005. 576 p. (Educatie inalta)

Stepanovskikh A.S. Ecologie biologică. Teorie și practică: un manual pentru studenții care studiază în specialități de mediu. M.: UNITI-DANA, 2009. 791 p.

Stepanovskikh A.S. Ecologie generală: un manual pentru universități. M.: UNITI, 2001. 510 p.

Cursul 8

1. Conceptul de biogeocenoză

2. Compoziția componentelor BHC

3. Fitocenoze - componenta principală a biogeocenozei

4. Definiția conceptului de „fitocenoză”

5. Structura fitocenozei

5.1. structura speciei

Indicatori cantitativi ai structurii speciilor

Cum se descrie corect compoziția floristică a unei fitocenoze?

Vitalitatea speciei

5.2. Structura spațială sau morfologică a biocenozei

Eterogenitate verticală

Eterogenitate orizontală

Cursul 9

6. Metode de teren pentru studiul biogeocenozelor

Metodologia de aşezare a parcelelor de probă

Etapa Descrierea Metodologie

Metodă de identificare a compoziției floristice

7. Semne diagnostice ale fitocenozelor pentru atribuirea unei anumite asociații

INTRODUCERE

Într-una din primele prelegeri, conceptul niveluri de organizare a vieții(spectrul biologic). Principalele niveluri de organizare a vieții: genă, celulă, organ, organism, populație, comunitate (biocenoză). Sau, respectiv (după Y. Odum, 1975):

1) Genetice sau moleculare

2) Celular și nivelurile tisulare

3) Organ

4) Organismic

5) populație-specie intermediar între nivelurile „organismic” și „superorganism”.

6) Ecosistem, biogeocenotic Sunt studiate interacțiunile în sisteme supraorganistice din biogeocenoza, ecosistem (între populații, grupuri, organisme din cadrul BGC).

7) biosferic cel mai înalt, se are în vedere relația dintre macroecosisteme, biogeocenoze (selvostepă, pădure-mlaștină, pădure-tundra etc.), se studiază legea circulației substanțelor și energiei într-un aspect global.

Ecologia generală studiază ultimele trei niveluri de organizare biologică de la organism la ecosisteme.

De ce să începem cu organismul? Pentru că el este primul poate exista de la sine! Nu există viață în afara organismelor.

 - subiectul principal de cercetare în abordarea ecosistemică în ecologie îl reprezintă procesele de transformare a materiei și energiei între biotă și mediul fizic, adică procesele de schimb de materiale și energie în ecosistem în ansamblu. Este, de asemenea, relația organismelor vii (indivizi) între ele și cu mediul la nivel populațional-biocenotic și nivelurile sistemelor biologice de rang și mai înalt (biogeocenoze și biosferă).

 - obiectul principal de studiu este ecosistemul.

Ecosistemul de rang de biogeocenoză în ecologia generală este considerat cea mai importantă unitate, iar organismul sau specia este cea mai mică unitate, dar aparține și unor obiecte importante.

De ce este atât de important și atât de necesar să studiem natura la nivel de ecosisteme, și în primul rând biogeocenoze? Pentru că, cunoscând legile de formare și funcționare a ecosistemelor, este posibil să se prevadă și să se prevină distrugerea acestora ca urmare a impactului factorilor negativi asupra acestora, să se prevadă măsuri de protecție și, ca urmare, să se păstreze habitatul uman ca specie. .

1. Conceptul de biogeocenoză

Termenul de „biogeocenoză” a fost propus de academicianul V.N. Sukachev la sfârșitul anilor ’30. în raport cu ecosistemele forestiere.

Definiția biogeocenozei conform lui VN Sukachev (1964: 23) este considerată clasică - „... acesta este un set de fenomene naturale omogene (atmosferă, roci, vegetație, fauna și lumea microorganismelor, sol și condiții hidrologice) întinderea cunoscută a suprafeţei terestre, având o specificitate deosebită a interacţiunilor acestor componente constitutive şi un anumit tip de schimb de materie și energie: între ele și cu alte fenomene naturale și reprezentând o unitate internă contradictorie, care este în continuă mișcare și dezvoltare...”.

Tradus într-un limbaj simplu „Biogeocenoza este totalitatea speciilor și totalitatea factorilor de mediu care determină existența unui ecosistem dat, ținând cont de impactul antropic inevitabil.” Ultima adăugare ţinând cont de inevitabilul impact antropic tribut adus modernității. Pe vremea lui V.N. Sukachev, nu a fost nevoie să atribuiți factorul antropic principalilor factori de mediu, ceea ce este acum. Dar chiar și atunci era clar că componentele biogeocenoza nu doar există unul lângă altul, ci interacționează activ unul cu celălalt ( orez. unu).

2. Compoziția componentelor BHC

biocenoza, sau comunitate biologică - un set de trei componente care trăiesc împreună: vegetație, animale și microorganisme.

În natură, nu există grupuri și așezări cu o singură specie, iar în biocenoze avem de-a face de obicei cu grupuri formate din mai multe specii. Biocenozele, ca formă de organizare a materiei vii, se dezvoltă într-un timp destul de lung și, prin urmare, se caracterizează printr-o organizare structurală destul de bine stabilită a organismelor incluse în ea și stabilitate.

Principalele proprietăți ale biocenozelor sunt capacitatea de a produce materie vie, de a aveaautoreglare și auto-reproductibilitate .

Dimensiunea biocenozei depinde de dimensiunea teritoriului cu proprietăți abiotice omogene, adică biotop.

Biotop acesta este un fel de spațiu „geografic”, un loc de viață al unei biocenoze, care se numește mai frecvent ecotop.

Forma de ecotop pamantul cu subsol caracteristic, cu așternut forestier, precum și cu una sau alta cantitate de humus (humus) și atmosfera cu o anumită cantitate de radiație solară, cu una sau alta cantitate de umiditate liberă, cu un conținut caracteristic de dioxid de carbon în aer, diverse impurități, aerosoli etc., în biogeocenozele acvatice în locul atmosferei - apă.

Dintre toate componentele biotopului, solul este cel mai apropiat de componenta biogenă a biogeocenozei, deoarece originea sa este direct legată de materia vie. Materia organică din sol este un produs al activității vitale a biocenozei în diferite stadii de transformare.

Comunitatea de organisme este limitată de biotop (în cazul stridiilor, de granițele de adâncime) încă de la începutul existenței. Biocenoza și biotopul funcționează în unitate continuă.

Știința biogeocenozelor - biogeocenologie. Se ocupă de problemele interacțiunii organismelor vii între ele și cu mediul abiotic din jurul lor, adică. mediu neînsuflețit.

Biogeocenologia este una dintre domeniile ecologiei generale, corespunzătoare ecosistem, sau biogeocenotic, nivelul de organizare a vieții (spectrul biologic) .

3. Fitocenoze - componenta principală a biogeocenozei

Fiecare componentă a biocenozei, precum și biogeocenoza, poate fi un obiect de atenție din punct de vedere ecologic; i se poate dedica nu numai un curs special de prelegeri, ci și întreaga viață creativă.

Subsistemul principal, nodal, al biogeocenozelor este fitocenozele.

Fitocenozele sunt:

1) receptoare principale și transformatoare de energie solară,

2) principalii furnizori de produse în biogeocenoză,

3) structura lor reflectă în mod obiectiv procesele de formare și transformare a bazei vieții de pe planetă - materia organică și, în general, toate procesele care au loc în biogeocenoză.

4) în același timp, sunt ușor accesibile pentru studiu direct în natură,

5) pentru ei, de câteva decenii, s-au dezvoltat și sunt în curs de dezvoltare metode eficiente de cercetare în teren și metode de prelucrare birotică a materialelor efective.

Este atenția principală pe care o vom acorda fitocenozei și metodelor de studiu ale acesteia. Mai mult, multe dintre modelele inerente fitocenozei se aplică și zoocenozei și microorganismelor.