Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курс Общая экология (кратко) - файл 1.docx


Курс Общая экология (кратко)
скачать (81.4 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx82kb.16.12.2011 04:12скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...



1. Экология (от греческого οικος – дом, обиталище и λόγος – учение) – наука о взаимоотношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей их неорганической средой (средой обитания), о связи в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем, условиях развития и равновесия этих систем.

Связи экологии с другими науками

Экология обычно рассматривается как подотрасль биологии, общей науки о живых организмах. Живые организмы могут изучаться на различных уровнях, начиная от отдельных атомов и молекул и кончая популяциями, биоценозами и биосферой в целом. Экология также изучает среду в которой они живут и её проблемы. Экология связана со многими другими науками именно потому, что она изучает организацию живых организмов на очень высоком уровне, исследует связи между организмами и их средой обитания. Экология тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, эпидемиология.

В последнее время активно о себе заявляют междисциплинарные комплексные области исследования. В частности, на стыке экологии и классической этики сформировалась экологическая этика, а на пересечении интересов этнографии, культурологии и экологии — этноэкология.

2. Подобно всем другим областям знания экология развивалась непрерывно, но неравномерно. Труды Гиппократа, Аристотеля и других древнегреческих философов содержат сведения

явно экологического характера. Однако греки не знали слова "экология" . Термин этот недовнего происхождения. Он был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Многие великие деятели "биологического Возрождения" ( ХVI-II-ХIX вв.) внесли свой вклад в эту область, хотя наз-

вание "экология" долгое время не употреблялось. Например, Антон ван Левенгук, более известный как один из первых микроскопистов начала XVIIIв., был также пионером в изучении "пищевых цепей" и регулирования численности попудяций (Эгертон, 1968) - двух важных разделов современной экологии.

Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г.

3. Системный подход в экологии состоит в определении составных частей экологической системы (подсистем) и взаимодействующих с ней объектов внешней среды, установлении совокупности внутренних и внешних связей, нахождении законов функционирования и их изменений в результате различных воздействий.

4. Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ. Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами.

5. Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей.

1. Закон оптимума.

Каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы . Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организмов данного вида. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври». Эвритермные виды – выносящие значительные колебания температуры, эврибатные– широкий диапазон давления, эвригалинные – разную степень засоления среды. Неспособность переносить значительные колебания фактора, или узкая экологическая валентность, характеризуется приставкой «стено» – стенотермные, стенобатные, стеногалинные виды и т. д. В более широком смысле слова виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобионтными, а те, которые способны приспосабливаться к разной экологической обстановке, – эврибионтными.



2. Неоднозначность действия фактора на разные функции.

Каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других.

3. ^ ЗАКОН КРИТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ФАКТОРА , закон, согласно которому если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических (пороговых или экстремальных) величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных величин, особям грозит смерть, не смотря на оптимальное значение других факторов.

6.Все факторы среды в природе воздействуют на организм одновременно, причем не каждый сам по себе, т.е. в виде простой суммы, а как сложный взаимодействующий комплекс. При этом наблюдается усиление или ослабление силы одного фактора под влиянием другого, в результате чего абсолютная сила фактора, которую можно измерить с помощью соответствующих приборов, не будет равна силе воздействия фактора, которую можно определить по ответной реакции организма. Например, жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе, угроза замерзания выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие. И наоборот, один и тот же экологический эффект может быть достигнут разными путями.

Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма.

7. Эволюция представляет собой особый вид изменений - это изменение генофонда популяции. Подобного рода изменения могут возникнуть только в группе организмов.

8. два основных подхода — регуляционизм (относительно стабильные популяции контролируются, в основном, зависимыми от плотности пределами увеличения популяции сверх допустимой численности) и стохастизм (базируется на другой гипотезе: считается, что «равновесный уровень численности» — это

артефакт усреднения за длительный срок). Во втором случае популяции, не являющиеся относительно стабильными, могут достигать устойчивого состояния лишь благодаря факторам, которые определяют нижние границы их флуктуаций.

9. Принцип агрегации особей В.Олли - в экологии - закон, согласно которому скопление особей, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы к выживанию.

^ 10. Численность популяции - это количество особей вида, присутствующее на той или иной территории. Но важна не общая численность особей в популяции, а эффективная численность - репродуктивная численность - та часть популяции, которая формирует генофонд следующего поколения. Популяционные волны - это вспышки численности, периодические или непериодические значительные изменения числа особей в популяции. Плотность популяции - число особей в расчёте на единицу объёма (воды, воздуха или почвы) или поверхности (почвы или дна водоёма).

11. Динамические показатели популяции — отражают процессы, протекающие в популяции на данный момент. Основные из них рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.

Смертность — число особей, погибших в популяции за единицу времени.

^ Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Зависит от показателей рождаемости, смертности, миграции и эмиграции.

12. Модель Мальтуса (рождаемость смертность) dN/dt = (B-D)*N

Модель Ферхюльста (рождаемость и смертность с учетом роста численности) dN/dt=N*r(1-N/K)

16. Группы видов в биоценозе, обладающие сходными функциями и нишами одинакового размера, называются гильдиями.

17. В природе важное значение имеет дифференциация ниши – процесс разделения популяций и видов, пространства и ресурсов среды. Ведет к снижению конкуренции.

18. В природе в основном встречаются три вида кривых изменения численности популяции: относительно стабильный(1), скачкообразный(3) и циклический(2).

Наиболее обычным примером коэволюции является взаимодействие в системе «хищник-жертва». Приспособления, вырабатываемые жертвами для противодействия хищникам, способствуют выработке у хищников механизмов преодоления этих приспособлений. Длительное совместное существование хищников и жертв приводит к формированию системы взаимодействия, при которой обе группы устойчиво 

сохраняются на изучаемой территории. Нарушение такой системы часто приводит к отрицательным экологическим последствиям.

22. СИНУЗИЯ (от греч. synusia - совместное пребывание - сообщество), совокупность видов растений, относящихся к одной или близким жизненным формам.

24. Ординация – это собирательное понятие для обозначения многомерных методов обработки данных о связи растительности и условий среды. Существует две группы методов ординации: прямая и непрямая. Прямая ординация отображает изменение видового состава вдоль некоторого, выбранного исследователем, экологического фактора (влажности, высоты над уровнем моря и т.д.). Непрямая же ординация показывает изменение видового состава вдоль некоторой абстрактной оси, которая отражает максимальную изменчивость в структуре данных.

32. Кибернетическая природа и стабильность экосистем .Признание экосистемы специфическим предметом экологии с необходимостью приводит к тому, что методологической основой этой науки становится системный подход как особое направление исследования, ориентированное на изучении специфических характеристик сложноорганизованных объектов, многообразие связей между элементами, их разнокачественность и соподчинение. Помимо потоков энергии и круговоротов веществ, экосистемы характеризуются развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, связывающих все части системы и управляющих ею как одним целым. Поэтому можно считать, что экосистемы имеют кибернетическую природу, хотя в отличие от созданных человеком кибернетических устройств её управляющие функции сосредоточены внутри её и диффузны (а не направлены вовне и специализированы).

В первом случае – целенаправленная автоматическая система с внешним управлением, во втором – экосистема – нетелеологическая система с диффузной регуляцией входящих в неё субсистем.

В обоих случаях управление основано на обратной связи, которая осуществляется, когда часть сигналов с выхода поступает на вход. Если эта обратная связь положительна, то значение управляемой переменной возрастает. Положительная обратная связь – это связь, усиливающая отклонения, и, без сомнения, она в значительной мере определяет рост и выживание организмов. Однако для того чтобы действительно осуществлять контроль, например, чтобы избегать перенаселения, необходима также и отрицательная обратная связь, уменьшающая отклонения на входе.







Модель, пригодная для имитации искусственных автоматических управляющих систем и гомеостатических целенаправленных организменных систем

Модель нетелеологических (нецеленаправленных) систем, в том числе экосистем, в которых управляющие механизмы рассеяны внутри системы и основаны на взаимодействии между первичной и вторичной субсистемами

Энергия сигнала отрицательной обратной связи крайне мала по сравнению с потоком энергии через систему. Низкоэнергетические компоненты, многократно усиливающие и управляющие прохождением высокоэнергетических компонентов – основная характерная особенность кибернетических систем. Подсистемы, осуществляющие обратную связь, принято называть гомеостатическими механизмами. В число управляющих механизмов, действующих на уровне экосистемы, входят и микробные субсистемы, регулирующие накопление и высвобождение биогенных элементов, и поведенческие механизмы, и субсистемы «хищник-жертва», регулирующие плотность популяции, а также многие другие. Естественно, что важную роль в осуществлении обратной связи играют электромагнитные поля. Электромагнитная волна – 

идеальный агент для быстрой передачи информации на расстояние, и это её свойство целенаправленно используется природой для реализации гомеостатического механизма.

Сильно выраженная реакция организмов в экосистеме на низкие концентрации некоторых веществ – это некоторая аналогия гормонального контроля в организме. Низкоэнергетические стимулы, вызывающие высокоэнергетические реакции, весьма распространены в экосистемах. Например, в лугопастбищной экосистеме мелкие паразитические перепончатокрылые ответственны лишь за очень малую часть общего метаболизма сообщества (менее 0.1%), но они могут обусловливать очень сильный управляющий эффект на общий поток первичной продукции, паразитируя на растительноядных насекомых.

На протяжении всей эволюции такие взаимодействия поддерживали стабильность экосистем, предупреждая полное выедание растений, катастрофические колебания численности хищников и жертв и т.д.

Избыточность связей в экосистеме, когда какая-то функция выполняется несколькими компонентами, повышает стабильность системы. Степень достигаемой стабильности весьма различна и зависит как от жесткости окружающей среды, так и от эффективности внутренних управляющих механизмов. Выделяют два типа стабильности: резистентная устойчивость, т.е. способность оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой, и упругая устойчивость, т.е. способность быстро восстанавливаться.

Таким образом, помимо системы обратной связи стабильность экосистемы обеспечивается избыточностью функциональных компонентов. Например, если в сообществе имеется несколько видов автотрофов, каждый из которых характеризуется своим температурным диапазоном функционирования, то скорость фотосинтеза сообщества в целом может оставаться неизменной, несмотря на колебания температуры.

Гомеостатические механизмы функционируют в определённых пределах, за которыми уже ничем не ограничиваемые положительные обратные связи приводят к гибели системы, если невозможно произвести дополнительную настройку. По мере нарастания стресса система, продолжая оставаться управляемой может оказаться неспособной к возвращению на прежний уровень. Во многих случаях подлинно надёжный гомеостатический контроль устанавливается только после периода эволюционной «подгонки». Для новых экосистем (например, создаваемых современным сельским хозяйством) или недавно сложившихся комплексов «паразит-хозяин» обычно характерны более резкие колебания и чрезмерный рост численности по сравнению со зрелыми системами, компоненты которых имели возможность приспособиться друг к другу.

Степень стабильности, достигаемая конкретной экосистемой, зависит не только от её истории и эффективности её внутренних управляющих механизмов, но и от характера среды на входе и, возможно, от сложности экосистемы. Функциональная сложность увеличивает стабильность систем в большей степени, чем структурная, так как возрастает потенциально возможное число петель обратной связи. Как правило, экосистемы имеют тенденцию становиться сложнее в благоприятной физической среде, чем в среде со стохастическими нарушениями на входе, например штормами.

35. Аксиома биогенной миграции атомов Вернадского. Земная оболочка биосферы, обнимающая весь земной шар, имеет резко обособленные размеры; в значительной мере она обусловливается существованием в ней живого вещества – им заселена. Между ее косной безжизненной частью, ее косными природными телами и живыми веществами, ее населяющими, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием.



Скачать файл (81.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru