1. Экология как наука, ее предмет и задачи.
Экология — наука, изучающая взаимодействия организмов между собой и средой обитания — окружающей средой.
Предмет экологии — взаимоотношения организмов и надорганизменных систем с органической и неорганической средой. Это включает: взаимодействие отдельных организмов со средой обитания; динамику и структуру популяций; взаимоотношения между популяциями разных видов; функционирование сообществ и экосистем; глобальные процессы в биосфере; влияние антропогенных факторов на природные системы.
Задачи экологии можно разделить на теоретические и прикладные.
Теоретические задачи:
разработка общей теории устойчивости экологических систем;
изучение механизмов адаптации организмов к изменяющимся условиям среды;
исследование регуляции численности популяций и биологического разнообразия;
анализ продукционных процессов в экосистемах;
моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов;
изучение круговорота веществ и потоков энергии в природе.
Прикладные задачи:
прогнозирование и оценка последствий антропогенного воздействия на окружающую среду;
улучшение качества окружающей среды;
сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;
разработка методов управления качеством окружающей среды;
создание экологически безопасных технологий (в промышленности, сельском хозяйстве и т. д.);
формирование экологического сознания и экологической культуры общества;
обеспечение устойчивого развития — удовлетворения потребностей нынешнего поколения без ущерба для будущих поколений.
2. Экологические факторы и их классификация.
Экологические факторы — все явления и элементы среды, способные оказать воздействие на организмы, их популяции, скорость и направление процессов, происходящие в экосистемах.
Действие всех экологических факторов на организмы подчинено определенным закономерностям. Для каждого фактора различают:
1. Зону оптимума, в пределах которой условия для жизнедеятельности организмов благоприятны.
2. Зоны угнетения (стресса), где жизнедеятельность угнетается.
3. Зоны гибели — жизнедеятельность становится невозможной, и наступает
смерть.
Фактор, значение которого наиболее близко к пределам выносливости или выходит за них, называется лимитирущим, или ограничивающими, поскольку именно он определяет возможность организма существовать в данной среде, а в природных условиях — ареал распространения вида.
3. Понятие о биогеоценозе, биоценозе, биотопе и экосистеме.
Биоценоз — исторически сложившаяся совокупность популяций различных организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов), населяющих определённый участок суши или водоёма. Ключевые характеристики: формируется на протяжении длительного времени; виды приспособлены к совместному обитанию; включает сложные взаимосвязи между организмами (пищевые цепи, симбиоз, конкуренция и т. д.); занимает однородную территорию с относительно стабильными условиями среды. Компоненты биоценоза: фитоценоз, зооценоз, микоценоз, микробоценоз — комплекс микроорганизмов. Пример: биоценоз соснового леса включает сосны, кустарники, травы, мхи, насекомых, птиц, млекопитающих, грибы и почвенные микроорганизмы.
Биотоп — участок территории с относительно однородными условиями среды, занимаемый биоценозом. Включает абиотические (неживые) компоненты: климатические факторы (температура, влажность, освещённость); почвенные характеристики (состав, структура, плодородие); рельеф. Пример: для биоценоза соснового леса биотоп — это песчаные почвы с определённым уровнем влажности, умеренно континентальный климат, рельеф с небольшими перепадами высот.
Биогеоценоз — устойчивая система, образованная биоценозом и биотопом, связанными обменом веществ и энергии. Основные черты: целостная система с устойчивыми внутренними связями; способность к саморегуляции и самовоспроизведению; ограничен территориально границами фитоценоза (растительного сообщества); характеризуется круговоротом веществ и потоком энергии; исторически сложившаяся структура. Пример: сосновый лес как биогеоценоз — это совокупность всех живых организмов (биоценоз) и условий их обитания (биотоп), взаимодействующих как единая система.
Экосистема — любая совокупность организмов и неорганических компонентов среды их обитания, связанных круговоротом веществ и потоком энергии. Ключевые особенности: не имеет фиксированного размера — может быть микроскопической (капля воды) или глобальной (биосфера); может быть естественной или искусственной; основной критерий — наличие трофических связей и круговорота веществ; открытая система (обмен веществом и энергией с окружающей средой). Примеры экосистем: гниющий пень, аквариум, океан, тундра, биосфера.