
- •Федеральное агентство по образованию
- •Российской федерации
- •Воронежский государственный университет
- •Биология с основами экологии
- •Часть I
- •Воронеж 2006
- •История развития экологических знаний
- •Предмет экологии
- •Структура экологии
- •Задачи экологии как науки
- •Уровни организации материи. Место экологии
- •Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •Эволюция биосферы
- •Учение в.И. Вернадского о ноосфере
- •Основные компоненты и структура экосистем
- •Особенности живой природы
- •Классификация живых организмов
- •Энергетический обмен
- •Пищевые цепи и сети
- •Экологические пирамиды
- •Б) неправильной формы, в) перевернутая пирамида
- •Чистая первичная продуктивность растений.
- •Круговорот веществ
- •Р ис. 9 Схема круговорота фосфора
- •Экологические факторы.
- •Биотические факторы.
- •Абиотические факторы.
- •Абиотические факторы наземной среды.
- •Климат как один из основных факторов формирования экосистем.
- •Абиотические факторы почвенного покрова.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Абиотические факторы водной среды.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Основные типы экосистем Экосистемы суши.
- •Водные экосистемы
- •Солоноводные экосистемы. Мировой океан.
- •Пресноводные водоемы.
- •Пресноводные водотоки.
- •Взаимосвязь наземных и водных экосистем.
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
Задачи экологии как науки
Составляющие единого экологического знания сложились с неодинаковой полнотой, по объему они очень различны, возникают все новые ветви экологического знания и каждая требует своего подхода.
Очевидно, в ближайшее время появятся новые экологические дисциплины, направленные на решение главных задач экологии.
Задачи экологии можно сформулировать следующим образом:
Исследование закономерностей организации жизни в том числе в связи с антропогенным воздействием на отдельные экологические системы и биосферу в целом.
Создание научной основы рационального использования природных ресурсов.
Восстановление натуральных природных систем.
Регулирование численности популяции живых организмов.
Сохранение эталонных участков биосферы.
Уровни организации материи. Место экологии
Все, что обладает определенной массой (или весом на земной поверхности) и занимает некоторый объем, есть материя или вещество.
Вся материя может быть рассмотрена с точки зрения входящих в нее определенных структурных единиц, или уровней ее организации, в соответствии с их размерами и функциями (по Т. Миллеру).
Супермакромир, или космос (очень большой) |
Вселенная
Галактика
Солнечная система
Планеты
Земля |
? |
|
|
|||
Биосфера
Экосистемы
Сообщества
Популяции
Организмы
|
Область основного интереса экологии |
Жизнь |
|
Макромир (обычный) |
|||
Системы органов
Органы
Ткани
Клетки |
|
||
Микромир (очень маленький) |
|||
Протоплазма |
Граница |
||
Молекулы
Атомы
Элементарные частицы |
Отсутствие жизни |
Каждая живая система состоит из единиц подчиненных ей уровней организации и в свою очередь является единицей, входящей в состав живой системы, которой она подчинена. Например, организм состоит из органов, органы - из тканей, ткани - из клеток, клетки включают белки, ДНК, РНК, АТФ и т.д.; в свою очередь организм входит в состав надорганизменных биосистем: популяций, биоценозов, биогеоценозов, биосферы. Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой нижнего уровня: характер клеточного уровня – молекулярным; организменного – клеточным; популяционно-видового – организменным; биогеоценозного (экосистемного) – популяционно-видовым; биосферного – экосистемным. Ни один вид не может существовать без множества других клеток, организмов, видов и создаваемых ими условий среды.
Экология изучает надорганизменный уровень организации живой материи – от организмов до биосферы, т.е. основополагающим объектом изучения экологии является взаимодействие пяти уровней организации материи: живые организмы; популяции; сообщества; экосистемы; экосфера (биосфера)
Живой организм – целая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, функционирующих как единое целое. Это любая форма жизнедеятельности. Они делятся на животные, растения и деструкторы (бактерии и грибы).
Популяция – группа организмов одного вида, проживающая в определенном районе, относительно обособлено от других организмов того же вида.
Вид – совокупность популяций особей, населяющих определенный ареал, представители которых могут скрещиваться друг с другом и давать плодовитое потомство.
Сообщество - совместное обитание нескольких популяций различных видов живых организмов в одном месте и взаимодействие их друг с другом. (Например, все растения, животные и деструкторы, имеющиеся в лесу, пруду или в аквариуме).
Экосистема – взаимосвязь сообществ с факторами, создающими неживую окружающую среду. Это меняющаяся (динамичная) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям окружающей среды. (Термин ввел английский ученый А. Тенсли в 1935 г). Между экосистемами обычно нет четких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую. Большие экосистемы состоят из экосистем меньшего размера (экосистема – муравейник входит в состав лесной экосистемы).
Экологи также используют термин «биогеоценоз» (от греч. биос – жизнь, гео – Земля, ценоз - сообщество), предложенный русским ученым В.Н. Сукачевым (1942). Этим термином обозначается совокупность растений, животных, микроорганизмов, почвы и атмосферы на однородном участке суши. Биогеоценозы – это только природные образования. Биогеоценоз может рассматриваться как один из вариантов экосистемы.