Харківський національний університет імені. В.Н.Каразіна
ФІЗИКО-ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра безпеки життєдіяльності
ЗАТВЕРДЖУЮ
ЗАВІДУЮЧИЙ КАФЕДРИ
_________________________________
“_____”____________________________20___р.
________д.т.н.,_доцент Адаменко М.І.____________
(науковий ступінь, наукове звання, прізвище та ініціали автора)
Лекція №2
Основні поняття загальної екології
(повне найменування теми лекції)
З навчальної дисципліни __ Основи екології_________________________
Обговорено на засіданні кафедри
“______”________________20__р.
Протокол №__________________
ЗМІСТ
ВСТУП
ОСНОВНА ЧАСТИНА
Екологічні фактори, їх класифікація
Екологія популяцій
ЗАКЛЮЧЕННЯ
ЛІТЕРАТУРА
Абрамов И.Б. «Овосология» : Науч. Издание. Харьков, 2010 – 195 с.
Білявський Г.О., Фурдій Р.С., Костіков І.Ю. «Основи екології»: Підручник. К: «Либідь» 2006.– 408 с.
Биченок М.М. Основи інформатизації управління регіональною безпекою: Наук. видання К: 2005.– 194 с.
Гончарук В.Є., Качан С.І., Орел С.М., Пуцило В.І., «Оцінка обстановки у надзвичайних ситуаціях». Навчальний посібник, Видавництво НУ «Львівська політехніка». Львів, 2004р.,-136с.
Джигирей В.С. «Екологія та охорона навколишнього середовища» Навчальний посібник, К: «Знання» 2007.– 422 с.
Потіш А.Ф., Медвідь В.Г., Гвоздецький О.Г., Козак З.Я. Екологія: основи теорії і практикум. Навчальний посібник, - Львів: «Магнолія плюс»: 2003.– 295 с.
Солошенко О.В., Фесенко А.М., Кочетова С.І. та ін.. Основи екології: Підручник / О.В. Солошенко, А.М. Фесенко, С.І. Кочетова, Н.Ю. Гаврилович, Л.С. Осипова, В.І. Солошенко – Х.: Парус, 2008. – 371 с.
ВСТУП
Екологія розглядає життя організмів в їх взаємозв’язку з навколишнім середовищем і між собою. На сьогоднішній лекції ми розглянемо сутність базисних понять сучасної екології як екологічні фактори та популяція. екосистема.
1. Екологічні фактори, їх класифікація
В екології під навколишнім середовищем розуміють сукупність усіх умов, в яких існують організми. Організми знаходяться під одночасним впливом кліматичних, біологічних факторів, які разом називаються екологічними.
Екологічний фактор - це будь-який елемент середовища, який здатний справляти прямий чи опосередкований вплив на живі організми. Екологічні фактори можна поділити на такі групи:
- фактори неживої природи (абіотичні) - хімічні (газовий склад повітря, сольовий склад води, кислотність і склад ґрунтових розчинів);
- фізичні або кліматичні (сонячна енергія, температура, вологість, освітленість, атмосферний тиск, фізичні поля, радіаційний режим);
- топографічні (характер рельєфу, висота над рівнем моря) та едафічні (механічний склад ґрунту, вологоємність) фактори впливу зовнішнього неорганічного середовища на живі організми;
- фактори живої природи (біотичні) - сукупність живих організмів , які своєю життєдіяльністю впливають на інші організми;
- антропогенні (антропічні) фактори -фактори, які викликаються впливом на живу природу життєдіяльності людини.
Дію екологічних факторів на живі організми вивчає факторіальна екологія.
Екологічні фактори, зміни яких у часі повторюються регулярно, називають періодичними (припливи і відпливи, океанські течії). Фактори, які виникають раптово і діють катастрофічно називають неперіодичними (виверження вулкана, напад хижака).
Кожний екологічний фактор може діяти на організм з різною інтенсивністю. Нормальна життєдіяльність організмів можлива лише за умови життєвого оптимуму екологічного фактора для конкретного виду, тобто сприятливого впливу фактора, який забезпечує оптимальні умови для життєдіяльності особин даного виду. Чим більшим є відхилення екологічного фактора від оптимальної величини, тим сильніше пригнічується життєдіяльність організмів. Мінімальні і максимальні значення екологічного фактора є критичними – за їх межами життя неможливе. Межі інтенсивності дії фактора, за якими існування організмів стає неможливим, називають верхньою та нижньою межею витривалості. Фактори, які виходять за межі витривалості, називаються лімітуючими або обмежуючими. Вони визначають територію розселення виду. Наприклад, поширення багатьох видів тварин на північ стримується нестачею тепла і світла, на південь - дефіцитом вологи. Оптимум та межі витривалості організму стосовно певного чинника залежать від інтенсивності дії інших (явище взаємодії екологічних факторів). Так, при оптимальній вологості підвищується витривалість проти несприятливої температури і нестачі їжі. З іншого боку, достатня кількість їжі збільшує стійкість організму проти несприятливих кліматичних умов. Проте така взаємна компенсація завжди обмежена, і жодний з необхідних для життя факторів не може замінитися іншим. Здатність організму витримувати певну амплітуду коливання фактора називають іноді ще екологічною валентністю. Для життя організмів велике значення має не тільки абсолютна величина фактора, але й швидкість його зміни.
Для нормального існування організму необхідний певний набір факторів. Якщо хоч один із життєво необхідних факторів відсутній або дія його недостатня, організм не може існувати, нормально розвиватись і давати потомство, наприклад, рослини не зможуть рости при достатній освітленості та наявності вуглекислого газу, якщо їм не буде вистачати вологи.
Організми за ставленням до характеру впливу екологічних факторів називають стенобіонтами і еврибіонтами.
Стенобіонти - організми, що можуть жити лише в певних умовах середовища при дуже незначному коливанні його факторів.
Еврибіонти - організми, що можуть жити в різноманітних умовах навколишнього середовища.
Під впливом екологічних факторів у живих організмів виробляються адаптації. Адаптації можуть бути морфологічними, які виражені в пристосуванні будови (форми) організмів до факторів середовища, фізіологічними - пристосування травного тракту до складу їжі і екологічними - пристосування поведінки тварин до температурних умов, вологості.
Коротко розглянемо групи факторів, об’єднаних характером походження.
Абіотичні. Серед них особливо виділяється група кліматичних факторів. Незважаючи на те що всі абіотичні фактори впливають на живі істоти комплексно, дія кожного з них нерівноцінна. Температура - один з найважливіших факторів, від якого залежить нормальний перебіг усіх життєвих процесів в організмі. Адаптації тварин до температури привели до появи холоднокровних та теплокровних тварин, які набули здатності регулювати температуру свого тіла. Світло - джерело енергії для фотосинтезу, без якого неможливе життя на Землі. Вода необхідна для життя і, може бути важливим лімітуючим фактором.
Дія багатьох абіотичних факторів, включаючи рельєф, вітер, тип ґрунту тощо проявляється опосередковано - через температуру і вологість. Внаслідок цього на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть суттєво відрізнятися від середніх для даного регіону в цілому. Температура і кількість опадів визначають розміщення на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями ґрунтів, від яких залежить надходження вологи. Один і той же фактор за відношенням до різних організмів може відігравати різноманітну роль, наприклад, світло. Для рослин, наземних тварин світло є основним фактором, необхідним для існування, для ґрунтових організмів, мешканців печер цей фактор не має значення.
Екологічні фактори діють на організм різними шляхами. У найпростішому випадку має місце прямий вплив (сонячне проміння нагріває тіло ящірки). Дуже часто екологічні фактори впливають на організм опосередковано, через безліч проміжних ланок. Наприклад, поєднання високої температури повітря з низькою вологістю і відсутністю дощів призводить до посухи - вигоряє рослинність травоїдні мігрують або гинуть.
Радіаційний режим обумовлюється іонізуючим випромінюванням.
Іонізуюче випромінювання - це випромінювання з високою енергією, яке зумовлює перетворення атомів в іони. Біологічна дія випромінювання полягає в ушкодженні, збудженні молекул (у тому числі ДНК), загибелі клітин, виникненні мутацій. Джерелом іонізуючого випромінювання є радіоактивні речовини та космічні промені. Доза опромінення (1 рад) - це така доза опромінення, коли 1 г тканини поглинає 100 ерг енергії. Одиниця дози опромінення людини -1 бер (біологічний еквівалент рентгену); 1 бер дорівнює 0,01 Дж/кг.
Протягом року людина в середньому отримує дозу 0,1 бер, а за все життя (за 70 років) 7 бер.
Біотичні фактори являють собою форми впливу живих організмів один на одного. Основною формою такого впливу у більшості випадків є харчові зв’язки, на базі яких формуються складні ланцюги харчування. В рослинних і тваринних угрупованнях організмів виникають просторові зв’язки. Все це обумовлює формування біотичних зв’язків. Між організмами виникають різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими. Розрізняють такі типи біотичних зв’язків:
- конкуренція - боротьба між представниками різних видів за воду, світло, життєвий простір;
- мутуалізм - представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному (комахи та квіти) ;
- коменсалізм - коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому (акула і рибка прилипайко);
- паразитизм - одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів (кліщі, воші, глисти);
- хижацтво - одні організми вбивають інших і живляться ними;
- аменсалізм - форма біотичних взаємовідносин, за яких відбувається гальмування росту одного виду продуктами виділення другого. Найбільш відомими формами є антибіоз - пряма конкуренція і алелопатія - виділення отруйних речовин у боротьбі з конкурентами за ресурси.
Антропогенні. Ці фактори спричинюють прямий або опосередкований вплив. Прямий вплив спрямований безпосередньо на живі організми (штучне розведення риб, птахів, охорона рослин і тварин). Непрямий вплив здійснюється шляхом змін клімату, фізичного стану та хімізму атмосфери, водойм, поверхні землі.