Куренщиков ДК_Экология_лекции_2013_1
.pdfПродолжение прил. 4
Закон минимума (Либиха) – закон, согласно которому выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть жизненные возможности лимитирует тот экологический фактор, количество которого близко к необходимому организму или экосистеме минимуму и дальнейшее снижение которого ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.
Закон толерантности (Шелфорда) – закон, согласно которому ли-
митирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.
Зюсс Эдуард (1831–1914) – австрийский геолог и общественный деятель. Ввел в науку термин «биосфера», используемый в геологической и географической литературе. Ему принадлежат гипотезы о существовании суперконтинента Гондваны (1861) и океана Тетис (1893).
Инсектициды (лат. insectum насекомое и caedo убиваю) – ядохимикаты, использующиеся для борьбы с насекомыми и клещами – вредителями сельского и лесного хозяйств.
Интродукция – преднамеренный или случайный перенос особей ка- кого-либо вида живого за пределы его ареала.
Уолтер Бредфорд Кеннон (1871–1945) – американский физиолог,
невропатолог. Впервые применил термин «гомеостаз».
Иоганзен Бодо Германович (1911–1996) – советский учёный, про-
фессор Томского университета. Впервые в Советском Союзе разработал и читал студентам курс лекций «Экология».
Иогансен Вильгельм Людвиг (1857–1927) – датский учёный, один из основоположников современной генетики. Первым определил понятие «популяция».
Кислотные осадки – кислотный дождь, туман, снег и другие формы атмосферных осадков с кислотностью выше нормы, то есть с рН ниже 5,6.
Климаксовая экосистема – заключительная стадия экологической сукцессии; экосистема, в которой популяции всех организмов находятся в равновесии друг с другом и с абиотическими факторами.
Коммонер Барри (1917–2012) – американский эколог, в 1974 г. в свободной форме сформулировавший «правила экологии». Получил известность за свои радикальные взгляды взаимоотношения природы и человеческого общества.
Консументы – в экосистеме организмы, получающие энергию и биогены за счет питания другими организмами.
Коэволюция – совместное развитие различных видов живых организмов либо человека и природы.
151
Продолжение прил. 4
Ламарк Жан Батист (1744–1829) – французский естествоиспытатель, создатель первой теории эволюции. Впервые обосновал роль живых организмов в формировании поверхностного слоя земной коры. Основоположник зоопсихологии.
Либих Юстус (1803–1873) – немецкий учёный, химик. Основатель науки агрохимии. Выступал против убийства животных для пропитания человека. На основании многочисленных экспериментов сформулировал экологический закон минимума (в настоящее время называется законом Либиха).
Линдеман Раймонд (1915–1942) – американский учёный, сформулировавший правило «десяти процентов».
Лимитирующий фактор – фактор, в первую очередь ответственный за ограничение роста и (или) размножение организма или популяции.
Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию.
Мальтус Томас Роберт (1766–1834) – английский экономист, профессор истории и политической экономики. Известен своими идеями искусственной регуляции численности Человечества. Эти идеи входят в противоречие с этическими нормами критикуются в настоящее время.
Мёбиус Карл Август (1825–1908) – немецкий гидробиолог, один из основоположников современной экологии. Впервые использовал термин «биоценоз».
Мичурин Иван Владимирович (1855–1935) – российский, советский биолог, селекционер, автор многих сортов растений.
Мутация – спонтанно возникшее изменение генов организма, меняющее его морфологические и(или) физиолого-поведенческие признаки.
Мутуализм (симбиоз) – тесная взаимосвязь двух организмов, выгодная для них обоих.
Неорганические вещества – вещества, в основе молекулярной структуры которых не лежат атомы углерода.
Ниша экологическая – положение вида в природе, включая его положение в пространстве и функциональную роль в сообществе.
Ноосфера – высший этап развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится определяющим фактором эволюции на Земле.
Одум Юджин (1913–2002) – американский учёный, эколог. В настоящее время его учебник «Экология» считается лучшим в мире.
Озоновый экран (озоносфера) – слой атмосферы, отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, поглощающих ультрафиолетовое излучение, гибельное для живого.
Озоновые «дыры» – пространство в озоносфере Земли с заметно пониженным содержанием озона.
152
Продолжение прил. 4
Органические вещества – соединения, в основе молекулярной структуры которых лежат атомы углерода (углеводороды) и их производные.
Орографические факторы (греч. oros гора + grapho писать, описы-
вать) – факторы, обусловленные особенностями рельефа местности (крутизной и экспозицией склонов, высотой над уровнем моря и т. д.).
Охрана окружающей (человека) среды – комплекс международных,
государственных, региональных и местных административно-хозяйст- венных, технологических, политических, юридических и общественных мероприятий, направленных на обеспечение социально-экономического, культурно-исторического, физического, химического и биологического комфорта, необходимого для сохранения здоровья человека.
Парниковый эффект – повышение температуры атмосферы из-за увеличения содержания в ней углекислого и некоторых других газов, приводящего к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли.
Пищевая (трофическая) цепь – перенос энергии и вещества в ряду живых организмов при поедании последующим элементом цепи предыдущего.
Пирамида экологическая – графическое отражение соотношения между продуцентами, консументами (отдельно каждого уровня) и редуцентами в экосистеме, выраженное в их численности (пирамида чисел), биомассе (пирамида биомасс) или энергии (пирамида энергий).
Плотоядное – животное, питающееся практически исключительно другими животными.
Пойкилотермные (греч. poikílos различный, переменчивый и thérme тепло) животные – животные, у которых температура тела изменяется вслед за изменением температуры внешней среды. К ним относятся насекомые, моллюски, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся.
Поллютанты (лат pollutio загрязнение) – любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающие тем самым химическое загрязнение.
Популяция – группа в пределах вида с общим генофондом, особи которой населяют определенное пространство с относительно однородными условиями обитания.
Правило обязательности заполнения экологических ниш – пустую-
щая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Принцип исключения Гаузе – два вида не могут существовать в од-
ной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, то есть если они занимают одну и ту же экологическую нишу.
153
Продолжение прил. 4
Принцип Ле Шателье – Брауна – при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, оно смещается в том направлении, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Принцип стабильности экосистем – видовое разнообразие обеспе-
чивает стабильность экосистем.
Продуктивность – скорость образования органического вещества. Продуценты – в экосистеме организмы (в основном зеленые расте-
ния), использующие световую энергию для синтеза органических соединений из неорганических.
Редуценты – в экосистеме организмы, главным образом, бактерии и грибы, в ходе своей жизнедеятельности превращающие мертвые органические остатки в неорганические вещества.
Сила Кориолиса – одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения. Названа сила по имени французского учёного Гюстава Гаспара Кориолиса, описавшего ее в 1833 г. Сила Кориолиса проявляется и в глобальных масштабах. В северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в Северном полушарии более крутые – их подмывает вода под действием этой силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот. Сила Кориолиса ответственна также и за вращение циклонов и антициклонов. В Северном полушарии вращение воздушных масс происходит в циклонах против часовой стрелки, а в антициклонах – по часовой стрелке. В Южном – наоборот: по часовой стрелке в циклонах и против – в антициклонах.
Склерофиты (греч. skleros жёсткий и phyton растение) – засухоустойчивые растения (ксерофиты), обладающие жёсткими побегами. Склерофиты хорошо приспособлены для обитания в засушливых условиях за счёт сильного развития механических тканей листа. Характеризуются жёсткими листьями с толстой, препятствующей испарению кутикулой: верблюжья колючка, сосна, ковыль, саксаул и др.
Сообщество – совокупность совместно проживающих популяций разных видов в пределах какого-либо естественного пространства.
Сопротивление среды – совокупность факторов, направленных на сокращение численности популяции и препятствующих ее росту и распространению.
Сукачев Владимир Николаевич (1880–1967) – российский, совет-
ский геоботаник, лесовод, географ, Обосновал концепцию «биогеоценоза» как элементарного подразделения биосферы.
(лат. succulentus – сочный) – растения, имеющие специальные ткани для запаса воды. Как правило, они произрастают в местах с засушливым климатом. К ним относятся кактусы, алоэ, очиток, агава, молочай и др.
154
Продолжение прил. 4
Сукцессия – постепенная или быстрая смена видов на определенной территории в результате влияния абиотических и(или) биотических и(или) антропогенных факторов, благоприятствующих одним видам в ущерб другим.
Тенсли Артур Джордж (1871–1955) – британский ботаник, считается одним из первых в мире экологов. Предложил понятие «экосистема» (1935) для обозначения однородного участка земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (атмосфера, почва, солнечная энергия и т. д.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обмен веществом и энергией).
Трофическая структура сообщества – соотношение между проду-
центами, консументами, детритофагами и редуцентами в экосистеме. Шелфорд Виктор Эрнст (1877–1968) – американский зоолог, спе-
циалист в области гидробиологии. Его именем названо одно из правил экологии: правило (закон) толерантности.
Шрётер Карл (1855–1939) – швейцарский ботаник. Впервые предложил подразделять экологию на аутэкологию и синэкологию. Систематизировал факторы, обуславливающие изменение сообществ в географическом пространстве.
Уоллес Альфред Рассел (1823–1913) – английский натуралист, естествоиспытатель. Одновременно с Ч. Дарвином разработал теорию эволюции, но добровольно отдал приоритет Дарвину в этом вопросе. Сформулировал экологическую закономерность, которая в настоящее время носит его имя: правило Уоллеса.
Фитофаги – организмы, питающиеся растениями. Фитоценоз – сообщество растительных организмов.
Фотосинтез – химический процесс, идущий в зеленых растениях под действием световой энергии с образованием из двуокиси углерода и воды глюкозы с выделением кислорода как побочного продукта.
Хемосинтетики – организмы, образующие органические вещества с использованием химической энергии окисления некоторых неорганических соединений; относятся к продуцентам.
Эдафические факторы (греч. edaphos почва) – совокупность физических и химических свойств почв, способных оказывать влияние на живые организмы.
Экологический фактор – компонент среды обитания, оказывающий влияние на организм; выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы среды обитания.
Экология – наука, изучающая взаимоотношения живых организмов с окружающей средой.
155
Окончание прил. 4
Экосистема – совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительно времени.
Элтон Чарлз Сазерленд (1900–1991) – известный британский эколог и зоолог, один из основателей популяционной экологии. Ввел понятия «экологическая ниша» и «экологическая пирамида».
Эмерджентность – наличие у системного целого особых свойств, не присущих отдельным его составляющим; возникают в результате появления у более сложноорганизованной системы новых функциональных связей.
Эшби Уильям Рос (1903–1972) – английский психиатр, одним из первых изучавший сложные системы. Сформулировал понятие принципа эмерджентности.
156
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................... |
3 |
Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ. ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ |
|
НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ ...................................................................... |
5 |
1.1. Становление и развитие экологии как науки....................................... |
5 |
1.1.1. Основы науки экологии от античности до XX в. ........................ |
5 |
1.1.2. Развитие экологических исследований |
|
в первой половине XX в.............................................................. |
8 |
1.1.3. Развитие экологии во второй половине XX в. ......................... |
10 |
1.2. Принципы кибернетики, применимые в экологии ............................. |
11 |
1.3. Объекты экологических исследований .............................................. |
14 |
1.3.1. Организмы................................................................................. |
14 |
1.3.2. Популяции ................................................................................. |
15 |
1.3.3. Сообщества: биоценозы, биогеоценозы, |
|
экосистемы, биосфера ............................................................ |
15 |
1.4. Предмет, проблемы, задачи экологии в настоящее время .............. |
19 |
1.4.1. Рост численности человеческой популяции ........................... |
19 |
1.4.2. Конечность многих ресурсов на планете................................. |
20 |
1.4.3. Кризис взаимоотношений человечества |
|
и окружающей среды, или «экологический» кризис............... |
21 |
1.5. Место экологии среди других наук, связь с другими науками, |
|
подразделения экологии .................................................................... |
22 |
1.5.1. «Правила» природопользования Барри Коммонера .............. |
26 |
Лекция 2. СТРОЕНИЕ БИОСФЕРЫ. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО |
|
БИОСФЕРЫ. СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА............ |
31 |
2.1. Понятие о биосфере ........................................................................... |
31 |
2.2. Виды вещества на нашей планете .................................................... |
32 |
2.3. Свойства живого вещества ................................................................ |
33 |
2.4. Функции живого вещества .................................................................. |
36 |
2.5. Круговорот веществ в биосфере........................................................ |
40 |
2.5.1. Большой (геологический) круговорот ...................................... |
40 |
2.5.2. Малый (биологический) круговорот ......................................... |
41 |
2.6. Законы П. Дансеро (1957)................................................................... |
48 |
Лекция 3. СРЕДЫ ЖИЗНИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ................ |
54 |
3.1. Среды жизни ....................................................................................... |
54 |
3.1.1. Гидросфера и особенности водной среды.............................. |
54 |
3.1.2. Почва как среда обитания и ее особенности .......................... |
57 |
3.1.3. Атмосфера (наземно-воздушная среда обитания) |
|
и ее характеристики................................................................. |
60 |
3.1.4. Организменная среда обитания, ее особенности................... |
62 |
157
3.2. Адаптации организмов к среде обитания .......................................... |
64 |
3.3. Экологические факторы среды, классификация............................... |
66 |
3.3.1. Абиотические факторы............................................................. |
66 |
3.3.2. Биотические факторы............................................................... |
71 |
3.3.3. Антропогенный фактор............................................................. |
77 |
3.4. Закономерности воздействия экологических факторов |
|
на организмы....................................................................................... |
78 |
3.4.1. Закон оптимума......................................................................... |
78 |
3.4.2. Закон лимитирующих факторов (закон минимума Либиха) ... |
80 |
3.4.3. Закон толерантности ................................................................ |
81 |
3.5. Зоогеографические правила .............................................................. |
85 |
3.5.1. Правило Бергмана .................................................................... |
85 |
3.5.2. Правило Аллена........................................................................ |
87 |
3.5.3. Правило А. Уоллеса.................................................................. |
90 |
3.5.4. Правило предварения Алехина–Вальтера.............................. |
91 |
3.5.5. Правило биологического усиления .......................................... |
92 |
Лекция 4. ЭКОСИСТЕМА: СОСТАВ, СТРУКТУРА, РАЗНООБРАЗИЕ .. |
98 |
4.1. Популяции: определение, характеристики, структура ...................... |
98 |
4.1.1. Определение............................................................................. |
98 |
4.1.2. Характеристики ......................................................................... |
99 |
4.1.3. Структура ................................................................................ |
103 |
4.2. Понятие об экосистеме. Классификация экосистем ....................... |
105 |
4.3. Типы экосистем ................................................................................. |
107 |
4.3.1. Наземные биомы .................................................................... |
107 |
4.3.2. Типы пресноводных экосистем .............................................. |
110 |
4.3.3. Типы морских экосистем ........................................................ |
112 |
4.3.4. Ритмы экосистем .................................................................... |
116 |
4.4. Гомеостаз экосистемы...................................................................... |
117 |
4.5. Динамика экосистем ......................................................................... |
122 |
4.6. Продукция и энергия в экосистемах ................................................ |
125 |
4.6.1. Трофические цепи .................................................................. |
125 |
4.6.2. Экологические пирамиды ....................................................... |
127 |
4.6.3. Виды трофических цепей ....................................................... |
131 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ......................................................... |
138 |
Приложение 1. Таксономия живых организмов ..................................... |
144 |
Приложение 2. Классификация механических элементов почв............ |
145 |
Приложение 3. Справочные таблицы..................................................... |
146 |
Приложение 4. Экологический словарь-минимум.................................. |
147 |
158
Учебное издание
Куренщиков Дмитрий Константинович Никитина Людмила Ивановна
ЭКОЛОГИЯ
В двух частях
Часть 1
Курс лекций
Редактор Г.Ф. Иванова Технический редактор Н.В. Ларионова, С.С. Заикина
————————————————————————————
План 2013 г. Поз. 9.38. Подписано в печать 06.11.2013.
Гарнитура Times New Roman. Печать RISO.
Усл. печ. л. 9,2. Уч.-изд. л. 10,0. Зак. 241. Тираж 200 экз. Цена 184 р.
————————————————————————————
Издательство ДВГУПС 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
159