ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.05.2019
Просмотров: 2157
Скачиваний: 1
1. Понятие экологии. Содержание, объект исследования и задачи экологии на современном этапе. Интеграция организмов в биологические макросистемы.
Термин «экология» ввел в науку немецкий биолог Эрнст Генрих Геккель в 1866 г. Слово «экология» греческого происхождения, состоит из корней двух слов: «ойкос» (в германских и славянских языках «экос») — дом, жилище и «логос» — слово, учение, наука.
Автор термина и основоположник экологии Э. Геккель понимал экологию как «сумму знаний, относящихся к экономике природы, изучение совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой…».
В современной научной литературе определений экологии довольно много. Но большинство из них все же сводятся к обозначению ее как научной дисциплины, изучающей взаимоотношения всех живых организмов (а не только животных) со средой обитания.
«Экология занимается вопросами социологии растений, животных, микроорганизмов, их сочетаний» (Б. Г. Розанов).
«Экология — это наука о популяциях, и популяция — основной объект изучения экологии» (С. С. Шварц).
«Экологией можно считать науку, изучающую экосистемы, их состав, структуру, функционирование и эволюцию» (О. В. Чистик).
В нашем понимании, исходя из задач и содержания экологии, данная научная дисциплина относится к биологическим дисциплинам (т. е. является разделом биологии), так как объект ее исследования — живые организмы и их объединения.
Экология — биологическая наука, исследующая взаимосвязи и взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания на всех уровнях интеграции, с учетом антропогенного воздействия на окружающую среду.
Содержание современной экологии — исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой обитания на разных уровнях интеграции, изучение жизни биологических макросистем.
Объект исследования экологии — биологические макросистемы и отдельные особи как их составляющие.
В качестве предметов экологических исследований могут выступать динамика популяций, сукцессионные процессы в отдельных экосистемах, структура биоценозов и т. д.
Основные задачи экологии на современном этапе:
– изучение структуры и динамики биологических макросистем;
– выявление законов жизнедеятельности организмов на всех уровнях интеграции;
– прогнозирование и моделирование экологических ситуаций;
– подведение научной базы под охрану природы и рациональное природопользование.
Для решения стратегических задач выживания и размножения живые организмы, на какой бы ступени эволюции они не находились, объединяются (интегрируются) в особы группировки — биологические макросистемы.
Биологическая макросистема представляет собой объединение организмов, состоящее из взаимозависимых компонентов, взаимосвязанных общими процессами.
Существует три категории биологических систем:
1) биологические микросистемы (молекулы органических веществ, составляющие живые организмы, и клетки);
2) биологические мезосистемы (ткани, органы и организмы или особи);
3) биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы и биосфера).
Биологические макросистемы возникают на надорганизменном уровне биологической интеграции, т. е. выше уровня отдельной особи. Так отдельные особи определенного вида (например, волк) объединяются в популяцию волка. Для обеспечения своего выживания, данная популяция вступает во взаимодействие с популяциями животных, растений и других организмов. В результате этих взаимосвязей возникает биологическая макросистема более высокого ранга — биоценоз (например, биоценоз леса). Биоценоз состоит только из компонентов живой природы. Он в совокупности с компонентами неживой природы (биотопом, включающим воздух, воду, грунт и т. д.), которые формируют пространство его обитания, образует в экосистему (например, экосистему леса). Экосистема включает в себя компоненты живой природы (биоценоз) и компоненты неживой природы (биотоп). Эти составляющие экосистемы также зависимы друг от друга. Все экосистемы Земли (экосистемы лесов, лугов, тундр, пустынь, болот, рек, озер, морей и т. д.) объединяются в одну глобальную экосистему — биосферу.
2. Методы экологических исследований. Полевые, лабораторные и экспериментальные методы исследований. Специфика экологических исследований животного и растительного мира.
Метод исследования — это прием, совокупность процедур и операций по получению нового знания. Метод исследования определяется исходя из характеристик сущности и содержания исследуемого объекта, цели и задач исследования.
Полевые методы — методы изучения организмов и биологических макросистем в естественной обстановке (в природе), которые позволяют установить результат воздействия фактора или комплекса факторов на организм или макросистему, выяснить аспекты их жизнедеятельности в конкретных условиях окружающей среды.
К данным методам относятся: наблюдение, метод учета животных на маршрутах, метод точечных учетов, метод пробных площадок, метод кошения, метод почвенных проб, приманочный метод учета животных (приманка естественного происхождения), метод сбора насекомых с использованием феромонных ловушек, светоловушек, почвенных ловушек и т. д.
Лабораторные методы — методы изучения организмов в искусственно созданных условиях, позволяющие установить причину наблюдаемых в природе явлений. В этом случае организмы помещаются в искусственные условия, максимально приближенные к естественным.
К лабораторным методам относятся: методы изучения циклов развития растений и животных, например, насекомых в инсектариях.
К этой же группе относятся и методы обработки собранных в естественной обстановке материалов и данных, например, методы лабораторной идентификации видовой принадлежности организмов, также анатомические и физиологические методы исследования организмов и т. д.
Экспериментальные методы позволяют проанализировать и спрогнозировать результаты влияния экологических факторов на организм и биологические макросистемы. Они могут быть использованы как в естественных, так и в искусственных условиях. Эксперимент в природной среде предполагает постановку отдельных особей, популяций или экосистем в искусственно созданные условия, при которой можно дозировать тот или иной экологический фактор (например, охоту) и оценить его влияние. Экспериментальные методы позволяют проанализировать воздействие отдельных факторов на жизнедеятельность организма (например, влажности, температуры, определенных веществ, других организмов) в искусственных условиях.
К экспериментальным методам относятся методы установления предпочитаемой пищи животными, изучение температурного преферендума животных и растений, методы влияния дозы фактора на развитие организма, методы исследования при создании лесополос, локальных мелиорированных участков и т. д.
Кроме биологических методов, экологи широко применяют методы математической обработки результатов лабораторных и полевых исследований, информационные технологии для моделирования и прогнозирования экологических ситуаций, методы химического анализа среды и т. д.
Специфика: МЕТОД ТРАНСЕКТНЫЙ - способ исследования биоценозов с помощью площадок сильно вытянутой прямоугольной формы — трансект. Трансектным методом изучаются границы и комплексы сообществ, численность, размещение, проективное покрытие, продуктивность популяций и др. Иногда транксету разрывают в серию площадок (метод пунктирной трансекты).
ФОТОЛОВУШКИ – автоматические фотокамеры, срабатывающие на тепло и движение и работающие в круглосуточном режиме. Фотоловушки являются одним из наиболее современных и эффективных способов наблюдения за животными в естественной среде обитания. Данный вид наблюдения позволяет вести мониторинг видового состава фауны, следить за перемещениями крупных видов млекопитающих, а также определить половой и возрастной структуры популяции.
МЕТОД КАРТОГРАФИРОВАНИЯ применяется при необходимости получить точные (близкие к абсолютным) данные о численности разных видов на данном конкретном участке территории, МАРШРУТНЫЙ МЕТОД - для получения силами ограниченного числа наблюдателей данных об относительных плотностях населения птиц в разных биотопах при их небольшой мозаичности, МЕТОД ТОЧЕЧНЫХ УЧЕТОВ - для слежения за изменениями численности разных (модельных) видов, в том числе силами исследователей, а также для исследований в очень мозаичном ландшафте.
3. Понятие окружающей среды и ее состав. Условия существования организма. Экологические факторы и их классификация. Общая характеристика абиотических, биотических и антропических факторов.
Окружающая среда (среда обитания) — это все то (тела и явления), что окружает организм и прямо или косвенно воздействует на него. Она состоит из компонентов живой природы (живые организмы) и неживой (грунт, вода, воздух и др.).
Компоненты окружающей среды могут действовать как позитивно, так и негативно на организм, ряд компонентов среды являются безразличными для него.
Организм на протяжении всей своей жизни взаимодействует с различными компонентами окружающей среды. Он находится в прямой или косвенной зависимости от всего того, что его окружает, вступая с ними в обязательные (постоянные) или необязательные (случайные) связи. Так, жук-плавунец (Dytiscus) находится в обязательных связях с водной средой, атмосферным воздухом, пищевыми объектами (личинки и взрослые насекомые, мальки рыб и головастики и др.), водными растениями, которые также формируют среду его обитания. С таким же компонентом окружающей среды, как камень на дне пруда он на протяжении своей жизни может не вступить в связь вообще или единовременно (случайно) использовать его как место отдыха или засады. Компоненты среды, которые организму нужны для обеспечения своей жизнедеятельности и с которыми он находится в обязательных связях, формируют условия существования.
Условия существования (условия жизни) — совокупность необходимых для организма компонентов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых не может существовать.
Наличие и количество необходимых для организма компонентов среды — обязательная составляющая его успешного существования. Любой организм, вне зависимости от видовой принадлежности окружают не только положительно действующие компоненты среды. Комплекс благоприятных и неблагоприятных природных компонентов (погода и климат, воздух, вода, пищевые объекты, хищники, паразиты, симбионты, конкуренты и т. д.) образуют среду, к которой должны приспособиться как отдельная особь, так и вид в целом. В результате борьбы за существование единственной наградой организму выступает жизнь и возможность продолжить свой род. Все компоненты, влияющие на организм, называются экологическими факторами.
Экологические факторы — это комплекс необходимых организму и отрицательно на него воздействующих компонентов живой и неживой природы.
По происхождению и характеру действия экологические факторы делятся на три группы: абиотические, биотические и антропические факторы.
Абиотические факторы — это совокупность воздействий компонентов неживой природы на живую. Данная группа делится на две подгруппы:
химические факторы (химический состав воды, атмосферы, почвы и т. д.);