Файл: Курс лекций экология.doc

Министерство сельского хозяйства

ФГБОУ ВПО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ФИЛИАЛ

Экология

Курс лекций

(для студентов агрономического факультета)

Составила: ст.преподаватель

Моисеенко Е.В.

Полесск 2013.

Лекция № 1-2

Экология, предмет и задачи экологии.

Экологические факторы.

План:

1.Экология, предмет и задачи экологии

2. Биотические факторы

3. Абиотичечкие факторы

4. Антропогенные факторы

Экология изучает взаимоотношения отдельных организмов со средой обитания: внутривидовые, межвидовые взаимоотношения, влияние факторов неживой природы, изучает жизнь на уровнях, более сложных, чем организм: популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном.

Термин экология был предложен в 1866 г. немецким ученым Геккелем (от греческого Oikos дом, жилище, logos — наука).

Отсюда вытекают задачи экологии:

1. Важнейшая задача экологии — изучение влияния на организм различных факторов среды — света, температуры, влажности и других факторов среды;

2. Изучаются взаимоотношения между организмами в популяции, динамика численности, характер изменения полового и возрастного состава, прогнозируется будущее популяции и вида в целом;

3. На уровне биогеоценозов изучаются трофические уровни природных сообществ, круговорот веществ и движение энергии, механизмы саморегуляции, законы, по которым происходит развитие и смена сообществ;

4. На биосферном уровне экологи изучают распространение жизни в различных геологических оболочках Земли, влияние живых организмов на неживую природу, функции живого вещества и эволюцию биосферы;

5. Наибольшее практическое значение имеет особый раздел экологии — изучение влияния человека на окружающую среду, на неживую природу и живые организмы. Экология является теоретической базой охраны природы: сохранения биологического разнообразия всех живых организмов, атмосферы, почвы, гидросферы.

6. Экологический контроль за промышленными предприятиями, водой, атмосферой помогает сохранить здоровье людей и окружающую нас природу, экологическая стратегия при строительстве как промышленных, так и бытовых объектов помогают создать наиболее благоприятные условия для жизни людей.

Экологические факторы

На организм воздействует комплекс элементов окружающей среды обитания, ее отдельные элементы, оказывающие прямое или косвенное воздействие на организм и называются экологическими факторами

Все экологические факторы делят на три большие группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы — факторы неживой природы: свет, температура, влажность, давление и другие.

Под биотическими факторами понимают влияние живых организмов на другие организмы. Это и внутривидовые взаимоотношения, и межвидовые.

Антропогенные факторы — результат прямого воздействия человека на организмы (распашка лугов, вырубка лесов, охота) или его косвенного влияния (загрязнение атмосферы губительно сказывается на многих растениях и животных).

Максимальное количество особей предпочитает оптимальную интенсивность фактора, при изменении интенсивности особи сначала находятся в зоне нормальной жизнедеятельности, затем в зоне угнетения, и, наконец, при достижении нижнего и верхнего пределов выносливости наступает их гибель.

Но на организм действует комплекс факторов, причем, если интенсивность даже одного фактора выходит за пределы выносливости, организм погибает. Фактор, значение которого выходит за пределы выносливости называют лимитирующим, или ограничивающим фактором. Юстус Либих (химик, 1840 г.) вывел закон минимума – «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Для наглядности этот фактор часто сравнивают с самой короткой дощечкой в бочке: именно она определяет уровень, до которого можно наполнить бочку водой (рис.1).

Рис. 1. Лимитирующие факторы и бочка Ю. Либиха.

Живые организмы способны переносить определенные изменения интенсивности каждого абиотического фактора. Причем одни организмы способны переносить изменения факторов в широких пределах и называются эврибионтными (от греч. eurus — широкий), другие выдерживают колебания интенсивности в очень небольших пределах и называются стенобионтными (от греч. stenos — узкий).

Оптимум и пределы выносливости к одному фактору зависят от интенсивности других факторов, например, сытое животное легче переносит низкие температуры, или при неизменной низкой температуре изменение влажности воздуха изменяет интенсивность теплоотдачи с поверхности кожи

Для каждого организма существует наиболее подходящее сочетание абиотических и биотических факторов, которое называют биологическим оптимумом. Поддерживая оптимальные условия жизнедеятельности, можно повышать продуктивность каждого конкретного вида.

Биотические факторы

Под биотическими факторами понимают многообразные связи организма с другими организмами. Такие связи могут быть внутривидовыми и межвидовыми.

Внутривидовые взаимоотношения многообразны и, в конечном счете, направлены на сохранение популяции. Сюда относятся взаимоотношения между особями различных полов, конкуренция за жизненные ресурсы, различные формы поведения.

Формы межвидовых взаимоотношений

Если обозначить безразличные для вида взаимоотношения 0, полезные +, а вредные –, то все многообразие взаимоотношений можно обозначить:

00, 0+, 0 –, ++, +–, – –.

Взаимоотношения между видами, не оказывающими друг на друга прямого влияния.

Нейтрализм 00 :Взаимоотношения между видами, не оказывающими друг на друга прямого влияния. Например, мелкие грызуны, землеройки, белки, дятлы. Чаще всего нейтрализм встречается в отношениях между видами не принадлежащими к смежным трофическим уровням .

Аменсализм: 0 -: вид 2 подавляет вид 1, сам не испытывает отрицательного воздействия. Например, популяция сосны вырастая быстрее ели, подавляет её .

Комменсализм 0+: комменсал получает пользу от другого вида, которому это объединение безразлично. Например, нахлебничество рыбы прилипалы. Комменсал получает пользу от другого вида, которому это объединение безразлично.

Конкуренция - -: Успех одного означает неуспех другого. Часто приводит к вытеснению одного вида другим. Например среди злаковых многолетних трав в дерново-подзолистых почвах – полевица тонкая, овсяница красная, ежа сборная, овсяница луговая, пырей ползучий.

Паразитизм - +: один вид паразитирует на другом, ослабляя его. Например, амела белая и липа, гриб трутовик и береза, кровососущие насекомые и клещи и млекопитающие….

Хищничество + -: хищники питаются за счет своих жертв. Например, лисица-заяц, окунь-карась, ястреб-жаворонок и т.д.

Протокооперация + +: взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательное. Например, рак отшельник, живущий в пустой раковине моллюска и поселившиеся на этой раковине полипы.

Мутуализм + +: взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно. Например, связь животных фитофагов (корова) с кишечными бактериями, помогающими расщеплять и усваивать растительную массу в желудке и кишечнике.

Под симбиозом понимается совместная жизнь (от греч. symbiosis — совместная жизнь), которая для партнеров может быть как полезна, так и вредна. Чаще под симбиозом понимают взаимовыгодное сожительство организмов или выгодное для одного и безразличное для другого.

Абиотичечкие факторы

1. Свет

Фактор, поставляющий энергию для жизнедеятельности фотоавтотрофных организмов и обеспечивающий синтез основной части органического вещества на Земле, поддерживающий определенную температуру на поверхности Земли.

Для живых организмов наиболее важны: свет ультрафиолетовой части спектра, видимый свет и инфракрасное излучение.

Жесткий ультрафиолет с длиной волны менее 290 нм губителен для живых клеток, до поверхности Земли не доходит, так как отражается озоновым экраном.

Мягкий ультрафиолет с длиной волны от 290 до 380 нм несет много энергии и вызывает образование витамина D в коже человека, он же воспринимается органами зрения многих насекомых.

Видимый свет с длиной волны от 380 до 750 нм используется для фотосинтеза фототрофными организмами (растениями, фотосинтезирующими бактериями, сине-зелеными) и животными для ориентации.

Инфракрасная часть солнечного спектра (тепловые лучи) с длиной волны более 750 нм вызывает нагревание предметов, особенно важна эта часть спектра для животных с непостоянной температурой тела — пойкилотермных.

Количество энергии, которое несет свет обратно пропорционально длине волны, то есть меньше всего энергии несут инфракрасные лучи.

Растения для фотосинтеза используют, в основном, синие и красные лучи. По отношению к свету их принято делить на светолюбивые (растения степей), теневыносливые (большинство лесообразующих пород) и теневые (тенелюбивые, сциофиты) – мхи, папоротники.

Кроме того, продолжительность светового дня является важным регулирующим фактором в жизни живых организмов. Сезонные изменения физиологической активности живых организмов в ответ на изменение продолжительности дня и ночи называют фотопериодизмом.

Приспособленность к сезонному изменению продолжительности светового дня привела к появлению длиннодневных и короткодневных растений.

Длиннодневные зацветают в начале лета, до осени успевают созреть плоды и семена (наши злаки — рожь, пшеница, ячмень,овес), короткодневные (астры, георгины, хризантемы) — растения южного происхождения, где продолжительность светового дня около 12 часов, поэтому они у нас зацветают при коротком дне осенью.

У животных во второй половине лета и осенью происходит накопление жировых запасов, осенняя линька, кочующие и перелетные начинают свои сезонные миграции.