ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 900
Скачиваний: 1
1
Тема № 1. Экология как наука. Экологические
факторы окружающей среды
Вопросы:
1.
Экология как наука, ее содержание. Предмет исследова-
ния и основные задачи экологии.
2.
История развития экологии как науки. Место экологии
среди других наук.
3.
Экология и экономика.
4.
Среда обитания и условия существования.
5.
Понятие и определение экологического фактора. Клас-
сификация экологических факторов.
6.
Общие закономерности действия экологических факто-
ров. Лимитирующие факторы.
7.
Закон толерантности как основа экологического норми-
рования. Экологическая пластичность вида.
8.
Влияние абиотических факторов на распространение
биологических видов и видовое разнообразие.
Цель:
формирование общих теоретических представлений о
науке экологии, ее объекте и предмете исследования.
1. Экология как наука, ее содержание. Предмет исследова-
ния и основные задачи экологии
Термин «экология» образован от двух греческих слов oikos –
дом, жилище и logos – наука, знание и означает «наука о местооби-
тании».
В качестве самостоятельной науки экология сформировалась к
началу 20 века, в развитие и становление которой внесли Тимирязев
К.А., Докучаев В.В., Вернадский В.И., Вавилов Н.И., Сукачев В.Н.,
Шварц С.С., Морозов Г.Ф., Яблоков А.В., Реймерс Н.Ф. и другие.
Как учебный предмет экология делится на четыре основных
раздела:
1) аутэкология, или факториальная экология (учение об эколо-
гических факторах);
2) экология популяций, или демэкология;
3) экология сообществ и экосистем, или биогеоценология;
4) основы учения о биосфере, или экология биосферы.
Задачи экологии:
1)
оптимизация технологических, и конструкторских реше-
ний, исходя из минимального ущерба окружающей среде;
2)
прогнозирование и оценка возможных отрицательных по-
следствий действующих и проектируемых предприятий на окружа-
2
ющую среду;
3)
своевременное выявление и корректировка технологиче-
ских процессов, наносящих ущерб окружающей среде;
4)
создание систем переработки отходов промышленности.
2. История развития экологии как науки. Место экологии
среди других наук
Первый этап
развития науки (Древний мир) – накопление фак-
тического материала и первый опыт его систематизации. В Средние
века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господ-
ством схоластики и богословием. Географические открытия в эпоху
Возрождения, колонизация новых стран явились толчком к разви-
тию биологических наук. Накопление и описание фактического ма-
териала – характерная черта естествознания этого периода.
Второй этап развития
науки связан с крупномасштабными бо-
танико-географическими исследованиями в природе. Появление в
начале XIX в. биогеографии способствовало дальнейшему развитию
экологического мышления. Подлинным основоположником эколо-
гии растений принято считать А. Гумбольдта (1769 – 1859), опубли-
ковавшего в 1807 г. работу «Идеи о географии растений», где на ос-
нове своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Аме-
рике он показал значение климатических условий, особенно темпе-
ратурного фактора, для распределения растений.
Победа эволюционного учения в биологии открыла, таким об-
разом, третий этап
в истории экологии, для которого характерно
дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим
проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от дру-
гих наук. Термин «экология» для новой области знаний впервые
был предложен немецким зоологом Э. Геккелем в 1866 г.
В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология
растений разделилась на экологию особей и экологию сообществ.
По предложению швейцарского ботаника К. Шретера экология осо-
бей была названа аутэкологией (от греч. autos – сам и «экология»), а
экология сообществ – синэкологией
(от греческой приставки syn-
обозначающей «вместе»). Такое деление вскоре было принято и в
зооэкологии.
На четвертом этапе
развития истории экологии после разно-
сторонних исследований к 30-м гг. XX в. определились основные
теоретические представления в области биоценологии: о границах и
структуре биоценозов, степени устойчивости, возможности саморе-
гуляции этих систем. Углублялись исследования типов взаимосвя-
зей организмов, лежащих в основе существования биоценозов. Про-
блему взаимодействия живых организмов с неживой природой по-
дробно разработал В.И. Вернадский в 1926 г., подготовив условия
3
для понятия единого целого биологических организмов с физиче-
ской средой их обитания.
3. Экология и экономика
Процесс экономического развития в настоящее время характе-
ризуется постоянно возрастающим уровнем потребления природных
ресурсов, что влечет за собой ухудшение состояния окружающей
среды. Особенно существенное негативное влияние на природную
среду оказывает промышленность.
С интенсивным развитием научно-технического процесса и
ростом объемов производства проблемы взаимодействия природы и
общества приобретают глобальный характер.
В процессе развития общества постоянно существует пробле-
ма несоответствия соотношения между возрастающими потребно-
стями людей и фактическим наличием ресурсов. Огромный ущерб
окружающей среде наносится в результате нерационального приро-
допользования, что приводит к загрязнению и истощению природ-
ных ресурсов. Текущее состояние природной среды в России можно
назвать критическим. Об этом свидетельствует уровень смертности
в стране в целом, который гораздо выше рождаемости, и уровень за-
болеваемости, постоянно растущий в связи с ухудшением качества
природных ресурсов. Состояние окружающей среды оказывает вли-
яние не только на здоровье людей, но и на развитие экономики.
Взаимоотношения общества и природы на современном этапе
складываются таким образом, что растущее потребление природных
ресурсов постепенно ведет к их истощению и одновременно к уве-
личению поступления отходов производства и жизнедеятельности
человека в окружающую среду. В то же время ухудшение экологи-
ческой обстановки ведет к повышению расходов и проведение при-
родовосстановительных мероприятий.
Основной задачей сегодняшнего дня является оптимизация
взаимодействия общества и природы на основе повышения эффек-
тивности использования природных ресурсов в хозяйственной дея-
тельности человека.
4. Среда обитания и условия существования
Среда обитания – элементы среды, с которыми данный орга-
низм вступает в прямые или непрямые отношения, т.е. это все то,
среди чего он живет.
Условия жизни, или условия существования, – это совокуп-
ность необходимых для организма элементов среды, с которыми он
находится в неразрывном единстве и без которых существовать не
может.
4
5. Понятие и определение экологического фактора. Клас-
сификация экологических факторов
Экологический фактор
– это любое условие среды, способ-
ное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм
хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития.
Экологические факторы делят на:
1) абиотические факторы – это все свойства неживой природы,
прямо или косвенно влияющие на живые организмы (свет, темпера-
тура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды,
рельеф местности и т.д.);
2) биотические факторы – это прямые и опосредованные фор-
мы воздействия живых существ друг на друга;
3) антропические факторы – факторы, которые возникают в
ходе непосредственного воздействия человека на что-то.
6. Общие закономерности действия экологических факто-
ров. Лимитирующие факторы
При небольших значениях или при чрезмерном воздействии
фактора жизненная активность организма заметно угнетается, по-
этому необходимо оптимальное действие фактора. Диапазон дей-
ствия, или зона толерантности (выносливости) экологического фак-
тора ограничен соответствующими крайними пороговыми значени-
ями (точки минимума и максимума) данного фактора, при которых
возможно существование организма (рисунок 1). Точка на оси абс-
цисс, которая соответствует наилучшему показателю жизнедеятель-
ности организма, означает оптимальную величину фактора – это
точка оптимума. Так как определить оптимальное значение фактора
с высокой точностью бывает трудно, говорят о диапазоне значений
последнего – о зоне оптимума, или зоне комфорта. Таким образом,
три точки (оптимума, минимума и максимума) составляют три кар-
динальные точки, которые определяют возможные реакции орга-
низма на данный фактор. Крайние участки кривой, выражающие со-
стояние угнетения при недостатке или избытке фактора, называют
зонами пессимума. Рядом с критическими точками лежат субле-
тальные величины фактора, а за пределами зоны толерантности –
летальные значения фактора, при которых наступает гибель орга-
низма.
Условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокуп-
ность факторов) выходит за пределы зоны комфорта и оказывает
угнетающее действие, в экологии часто называют экстремальными.
Рассмотренные выше закономерности воздействия экологиче-
ских факторов на живые организмы и характер ответных реакций
5
последних известны как «правило оптимума».
Факторы, уровень которых приближается к пределам вынос-
ливости организма или превышает их, называют лимитирующими.
7. Закон толерантности как основа экологического норми-
рования. Экологическая пластичность вида
Закон минимума, сформулированного немецким химиком Ю.
Либихом (1840 г.): выносливость организма определяется самым
слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Закон толе-
рантности (В. Шелфорд 1913 г.): лимитирующим фактором процве-
тания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум
экологического воздействия, диапазон между которыми определяет
величину выносливости (толерантности) организма к данному фак-
тору.
Экологическая пластичность – свойство видов адаптироваться
к тому или иному диапазону факторов
8. Влияние абиотических факторов на распространение
биологических видов и видовое разнообразие
Абиотические факторы наземной среды: лучистая энергия
солнца, освещение, температура, влажность атмосферного воздуха,
атмосферные осадки, газовый состав атмосферы, движение воздуш-
ных масс (ветер), давление атмосферы.
Абиотические факторы почвенного покрова:
а) физические свойства (механический состав, плотность, теп-
лоемкость, теплопроводность, влагоемкость, влагопроницаемость,
аэрация);
б) химические свойства (химический состав, кислотность, содержа-
ние вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.).
Абиотические факторы водной среды.
а) физические свойства (плотность, температура, световой ре-
жим, подвижность, прозрачность);
б) химические свойства (соленость воды, количество раство-
ренного О
2
и СО
2
, кислая, нейтральная, щелочная среда).
Список рекомендуемой литературы
1.
Николайкин Н. И. Экология : учебник для вузов / Н. И.
Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелихова. − 4-е изд. испр. и
доп. М. : Дрофа, 2005. − 622 с.
2.
Степановских А. С. Экология : учебник для вузов / А. С.
Степановских. − Москва, ЮНИТИ, 2003. − 703 с.