УДК 577.4 (075.3) Печатается по решению

ББК 28.081 я 73 редакционно-издательского

К 31 совета Башгоспедуниверситета

Кашапов Р.Ш. Экология: Обзорный курс - Уфа: Изд-во БГПУ, 2001 - 28с.

В учебном пособии рассмотрены основные законы и принципы эколо­гии, структура экосистем, круговороты вещества и энергии в Биосфере. Зна­чительное внимание уделено наиболее крупным экологическим проблемам современности; экологии человека; вопросам рационального природопользо­вания, концепции устойчивого развития, педагогической экологии. Даны тес­товые задания для самоконтроля степени усвоения материала.

Учебное пособие адресовано студентам, а также всем желающим изу­чать предмет самостоятельно.

Рецензенты: Н.Г.Курамшина, д-р биол. н., проф. (БГАУ) Р.Р.Кабиров., д-р биол. н., проф.

ISBN 5-87978-139-9

© Издательство БГПУ, 2001 ©Р.Ш.Кашапов,2001

Введение

Вузовская программа включает вопросы практически по всем разделам современной экологии. Учебника же, где они были бы изложены достаточно кратко и просто, - нет. Это вызывает большие затруднения у студентов, осо­бенно заочников, при самостоятельной проработке материала. Предлагаемый учебник представляет собой попытку снабдить студентов таким пособием.

Как работать с учебником?

В первую очередь студенту необходимо внимательно ознакомиться с его структурой. Он должен получить четкое представление о минимуме уме­ний, который должен получить в результате изучения материала, о сложно­стях, с которыми может столкнуться в процессе проработки содержания.

Теоретический материал в какой-то мере дополняет «Терминологиче­ский словарь», в котором даются объяснения некоторых понятий и терминов. Большим подспорьем будут «Задание для самостоятельной работы» (вопросы для подготовки к семинарскому занятию) и тестовые задания для самопро­верки знаний.

Рекомендуется следующий порядок работы с учебником:

• внимательно ознакомиться с его структурой;

• проработать материал, включенный в содержание;

• подготовить письменные ответы на вопросы семинарского занятия;

• с помощью тестов самостоятельно проконтролировать степень усвое­ния материала, при необходимости повторно проработать плохо усво­енные вопросы;

В тех случаях, когда возникнет необходимость что-то уточнить, сту­дент может искать ответ в источниках, помещенных в списке литературы.

Перечень некоторых умений, приобретаемых в процессе изучения материала

Умения:	Действия по их достижению:
Иллюстрировать классификацию экологических факторов примерами,	Составить таблицу, где против каждой группы факторов выписать примеры, иллюстрирующие их.
Формулировать основные экологические законы, иллюстрировать их примерами.	Составить таблицу: в левой стороне вписывать формулировки законов, в правой - примеры их подтверждающие.
Схематически изобразить пищевую цепь.	Составить схему пищевой цепи из трех-четырех звеньев.
Характеризовать основные экологическис проблемы современности.	Составить таблицу с краткой характеристикой каждой из них.
Анализировать материалы школьной программы по специальности студента с точки зрения осуществления связи с экологией.	Составить таблицу. С левой стороны выписать вопросы, при изучении которых возможно осуществление межпредметных связей с экологией, а с правой - соответствующие примеры.

Рекомендации по изучению наиболее сложных вопросов

При изучении материала студент может встретиться с некоторыми за­труднениями.

При знакомстве с понятием экосистемы иногда студенты упускают из виду, что это не механический набор организмов, относящихся к разным ви­дам, а, можно сказать, тщательно подобранная совокупность представителей разных видов, занимающих данный участок земной поверхности. Они нахо­дятся в состоянии тесных взаимодействий между собой, связаны друг с дру­гом разнообразными отношениями (в первую очередь - пищевыми), а также со средой обитания. Надо помнить, что все компоненты экосистемы одина­ково важны и необходимы для ее существования.

Обсуждая вопрос об устойчивости (гомеостазе) экосистемы, надо иметь в виду, что это свойство обеспечивается набором живых организмов, и чем больше видов входит в ее состав, тем выше способность экосистемы противостоять возмущающим внешним силам.

Рассматривая вопрос¹ о Биосфере как глобальной экосистеме, нужно помнить, что это - система с очень высокой степенью надежности, способная к эффективной саморегуляции. В гомеостазе Биосферы руководящая роль также принадлежит живому веществу. Следовательно, сокращение числа ви­дов растений, животных, естественной растительности приводит к снижению устойчивости всей системы.

Обсуждая вопросы экологии человека, необходимо помнить, что чело­век - существо биосоциальное и его жизнь регулируется как биологически­ми, так и социальными законами и что в настоящее время биологическое во­шло в противоречие с социальным.

Как социальный вид человек сильно преобразует природу, загрязняет окружающую среду, крайне ускоряет темп жизни. Но биологическое начало консервативно, оно не успевает адаптироваться к изменяющимся условиям. Это провоцирует особое состояние организма - стрессы, что в конечном сче­те приводит к ухудшению здоровья человека.

1. Основные законы и принципы экологии

Вводные понятия. Впервые термин «экология» был использован Э.Геккелем в 1886 г. Он понимал под экологией «общую науку об отношени­ях организмов к окружающей среде», изучающую взаимоотношения живых

4

организмов с окружающей их живой (органической) и неорганической сре­дой. Одно из современных определений экологии гласит: «Экология — это наука о взаимоотношениях живых существ между собой^и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о струк­туре и функционировании этих систем» (Чернова, Былова, 1988, с. 3).

На живые организмы воздействуют факторы среды, или экологические факторы. Они делятся на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотическими факторами называются воздействия на организмы эле­ментов неживой природы - различные физико-химические явления: физиче­ские факторы (температура, ионизирующая радиация, свет, плотность и под­вижность среды, субстрат, давление, магнитное и гравитационное поля, неве­сомость), химические факторы - это содержащиеся в среде газы и соли, а также зависящая от них реакция среды (кислая, нейтральная, щелочная).

Биотические факторы - это все многообразие воздействий на организм элементов живой среды, т.е. других организмов - бактерий, растений, живот­ных, в том числе и представителей своего вида.

Антропогенные факторы - это все формы влияния людей на отдельные организмы и живую природу в целом.

Некоторые законы экологии

Закон оптимума. Напряженность экологических факторов не остается постоянной. Она меняется в широких диапазонах в пространстве и во време­ни. Но организмы могут нормально существовать лишь при некоторых бла­гоприятных их значениях. Наиболее благоприятные значения фактора назы­ваются оптимумом, а значения, при которых организмы угнетаются, называ­ются пессимумами, при этом организм испытывает стрессы. Например, при выращивании растений, если содержать их при различных температурах, вы­ясняется, что максимальный рост наблюдается только в определенном диапа­зоне температур. Это есть температурный оптимум роста. Если же темпера­туру повышать или понижать, то рост замедляется, а при дальнейшем откло­нении от оптимума растение и вовсе погибнет. Интервал температур от ми­нимального до максимального значений, при которых возможен рост, есть диапазон выносливости (устойчивости), или толерантности (рис. 1).

Закон минимума ЮЛибиха. Этот закон гласит: «Веществом, нахо­дящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устой­чивость последнего во времени». В результате последующих исследований было установлено, что лимитирует не только недостаток, но и избыток како­го-либо фактора. Поэтому процветание организма невозможно не только при недостатке, но и при избытке. Между ними находится зона экологического оптимума. Шелфорд, исходя из этого, сформулировал закон толерантности: лимитирующим фактором процветания организма может быть и минимум, и

5

максимум экологического воздействия; диапазон между ними определяет ве­личину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.

Правило ограничивающих факторов. Факторы, отклоняющиеся от оптимальных значений, затрудняют существование организма в данных усло­виях. Возможность его существования определяется не теми факторами, кото­рые находятся в оптимуме, а тем, который отклоняется от оптимума; если же он выходит за пределы критических значений, организм может погибнуть.

Взаимодействие факторов. Установлено, что экологические факторы влияют на организмы не каждый по отдельности, а в совокупности. При этом некоторые из них могут взаимно усиливаться или ослабляться. Например, высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха переносит­ся человеком намного тяжелее, чем та же температура, но при пониженной влажности воздуха. В данном случае высокая влажность как бы усиливает влияние высокой температуры.

Принципы экологической классификации организмов. Экологические классификации могут*быть разработаны на основе учета самых различных критериев. Например, по положению в пищевых цепях различают продуцен­ты (зеленые растения), консументы (животные), редуценты или деструкторы

б

- организмы-разлагатели; по способу питания - автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы; по месту обитания - наземные, водные и т.д.