Экосистемы

Глава 15. Основы экологии

Термин «экология» (от греч. ойкос – дом и логос – наука) предложил в 1866 г. немецкий зоолог Э.Геккель.

Экология – наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания.

Экология исследует влияние факторов среды на растительные и животные организмы, реакции отдельных особей, популяций и сообществ на эти факторы, а также механизмы, влияющие на численность популяций, их структуру, изучает биологическую продуктивность природных сообществ, закономерности функционирования экологических систем. Экология представляет собой научную основу охраны окружающей среды, которая должна основываться на понимании особенностей конкретных экосистем и всей биосферы.

15.1. Организм и среда. Экологические факторы

С экологических позиций среда – это комплекс окружающих условий, в той или иной степени влияющих на жизнедеятельность I организмов. В широком смысле это материальные тела, явления) и энергии, воздействующие на организм. К среде обитания (в более узком смысле) относят только те элементы среды, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения. Так, например, для оптимальной плотности популяции хищника имеют непосредственное значение пища, жизненное пространство, конкуренты, паразиты, возбудители болезней, крайние климатические условия и т.д.

Экологические факторы – это те элементы среды обитания, которые способны оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь, адаптивные (приспособительные) реакции организмов на влияние факторов среды вырабатываются в процессе естественного отбора и позволяют им выживать и оставлять потомство.

Для каждого влияющего на организм экологического фактора существует благоприятная интенсивность воздействия, называемая зоной оптимума. Максимальное и минимальное значения фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность, называют пределами выносливости (рис. 28). В условиях, близких к пороговому действию фактора (уменьшение или увеличение), происходит угнетение жизнедеятельности. Границы, за пределами которых наступает гибель организмов, называют верхними и нижними пределами выносливости.

Закон оптимума (закон толерантности, закон Шелфорда) – любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы («много хорошо – тоже не хорошо»).

Рис. 28. Действие экологического фактора на живые организмы

Одни виды выдерживают значительные отклонения от оптимального значения фактора, т.е. обладают широким диапазоном выносливости (эврибионтные виды), другие – узким (стенобионтные). Например, медведь бурый обитает в условиях холодного и теплого климата, в сухих и влажных районах, питается разнообразной растительной и животной пищей. Некоторые виды антарктических рыб адаптированы к низким температурам (от – 2 до + 2 °С). С повышением температуры они перестают двигаться, впадая в тепловое оцепенение. Способность выносить вариации экологических факторов может зависеть от этапов онтогенеза. Так, личинки краба не могут развиваться в пресной воде, тогда как взрослые особи заходят в реки далеко вверх по течению.

Отклонение от оптимальной интенсивности какого-либо фактора может сузить пределы выносливости к другим факторам (при уменьшении азота в почве снижается засухоустойчивость растений). Факторы среды воздействуют на организм одновременно и совместно, причем действие каждого из них в определенной мере зависит от количественного выражения других факторов. В то же время ни один из необходимых факторов не может быть полностью заменен другим. При недостатке бора в почве рост растений прекращается, даже если другие элементы имеются в необходимом количестве. Фактор среды, в конкретных условиях наиболее удаленный от оптимума, снижает возможность существования вида в данных условиях, несмотря на оптимальные сочетания остальных факторов. Такой фактор, интенсивность которого приближается к пределу выносливости или выходит за него, называют ограничивающим (лимитирующим) фактором. Такие уклоняющиеся от оптимума факторы имеют большое значение в жизни вида, определяя его географический ареал.

Экологические факторы среды по происхождению и специфике действия подразделяют на три категории: абиотические, биотические и антропогенные.