Экология пәніне кіріспе

Дәріс №1. Экология пәніне кіріспе

Дәріс №1. Экология пәніне кіріспе. 
Экология тірі ағзалардың бір-бірімен және қоршаған ортамен қарым-қатынасын зерттейтін биология ғылымының саласы. «Экология» (гр. oikos – үй, тұрақ, мекен; logos - ғылым) терминін ғылымға алғаш 1866 ж. неміс ғалымы Эрнест Геккель енгізді. 
Экологиялық зерттеу обьектісіне биологиялық макрожүйелер (популяция, биоценоз, экожүйе) және олардың кеңістіктегі динамикалық өзгерістері жатады. 
Экология ғылымының мақсаты – биосфера шегінде әлемдік жағдайларды бақылай отырып, ондағы тіршіліктің тұрақтылығын сақтау, адам–қоғам–биосфера арасындағы қарым-қатынастарды үйлестіре отырып, табиғат ресурстарын тиімді пайдалануды нооэкологиялық тұрғыдан негіздеу. 
Экология ғылымының негізгі міндеті - популяция, биоценоз және экожүйені динамикалық зерттеу, экологиялық үрдістердің заңдылықтарын ашу, индустриализация және урбанизация жағдайындағы ғаламшар проблемаларын зерттеу.  
Экология биологияның саласы ретінде ХІХ ғ. ортасында пайда болғанмен, жеке ғылым ретінде ХІХ ғ. аяғы мен ХХ ғ. басында қалыптасты.  
Жаратылыс туралы көптеген мәліметтер антика дәуірінің ғалымдары Гераклитттің, Гипократтың, Аристотельдің еңбектерінде келтіріледі. Мысалы, Аристотель «Жануарлар тарихы» деп аталатын еңбегінде өзі білетін 500-ден астам жануарларды зерттеп, мінез-құлығына талдау жасайды.  
Аристотель шәкірті Т.Эрезийский қазіргі Жерорта теңізінің жағалауындағы өсімдіктерге топырақтың және ауа райының әсерін баяндады.  
XV ғ. аяғы мен XVI ғ. басы Ұлы географиялық ашылулар дәуірі деп аталады. 1492 ж. итальян теңіз жүзушісі Христофор Колумб Американы ашты. 1498 ж. португалдық Васко до Гамма Африканы айналып, теңіз жолымен Индияға жетті. Ал 1519-1521 жж. Фернан Магеллан бастаған испандықтар тұңғыш рет жер шарын айналып шықты. Бұл саяхаттар жер туралы білімнің кеңеюіне септігін тигізді. 
XVІІІ ғ. соңы мен XІX ғ. басында қоршаған ортаны зерттеушілер саны арта түсті. 1807 ж. Гумболдь Орталық және Оңтүстік Америкада жүргізген көптеген зерттеулері негізінде «Өсімдіктер географиясы туралы ойлар» еңбегін жарыққа шығарды. Онда ғалым өсімдіктердің өсуі мен өркен жаюы ауа-райы жағдайына, температураға байланысты екенін ашып көрсетті.  
Бертін келе бұл ойлар орыс ғалымы К.Ф.Рульенің, Н.А.Северцевтің, А.Н.Бекетовтың еңбектерінде тереңдетіле түсті. Экологиялық ғылымның одан әрі дамуына Ч.Дарвин, В.В.Докучаев, В.И.Вернадский, В.Н.Сукачев, Н.Ф.Реймерстің үлесі жоғары болды.  
Экология ғылымының даму кезеңдері: 
І кезеңде (1707–1924 жж.) экология ғылымының алғышарттары қалыптасты; 
ІІ кезеңде (1924–1980 жж.) экология ғылымы дара ғылым деңгейіне көтеріліп, өзінің зерттеу салаларын, мақсат-міндеттерін жетілдіре түсті; 
ІІІ кезеңде (1980–2000 жж.) экология әлеуметтік, саяси-экономикалық, нарықтық жағдайлар мен мәселелерді зерттейтін деңгейіне жетті.  
Экологияның дербес ғылым болып қалыптасуы 19 ғ. 2-ші жартысына сәйкес келеді.  
«Экология» гректің oicos - үй және logos – ғылым сөзінен шыққан, яғни дәлме-дәл мағынасы экология – «өз үйіңдегі ағзалар» туралы ғылым.  
«Экономика» сөзі де (гректің oiconomike) oicos түбірінен шыққан, яғни үй шаруасын жүргізу. Бұл екі пән өте тығыз байланысты, бірақ соңғы кезде бұл көзқарас мағынасын жойған.  
Экологияның зерттеу әдістері:  
1. Негізгі теоретикалық әдістерге сипаттама, жүйелік анализ, моделдеу жатады.  
2. Негізгі эмпирикалық әдістерге бақылау, салыстырмалы талдау, эксперимент (лабораториялық, далалық) және мониторинг жатады. 
Қазіргі заманда экологияда математикалық әдістер, ақпарат теориясы мен кибернетика әдістері қолданылады. Кең қолданылатын ЭВМ көмегімен іске асырылатын модельдеу әдісі. Мониторинг ұғымы 20 ж. пайда болды, ғылымға 70 ж. енгізілді. Мониторинг – қоршаған орта жағдайларына бақылау жасау, ол 3 іс-әрекет жиынтығынан тұрады: 
1. Бақылау - қоршаған орта жағдайларына систематикалық бақылау; 
2. Болжау - табиғат және антропогендік факторлар әсерінен қоршаған ортаның өзгеру күйін болжау; 
3. Басқару – қоршаған орта жағдайларын реттеу іс-шаралары.  
 
Дәріс № 2 Ағза және орта. Экологиялық факторлар және олардың тірі ағзаларға әсері. 
 
Мекен ету ортасы дегеніміз – тірі ағзаны қоршайтын және оған тура немесе жанама әсер ететін табиғаттың бөлігі. Планетамыздағы тірі ағзалар 4 негізгі мекен ету ортасын игерген. Олар: 
1. Су; 
2. Құрлық-ауа; 
3. Топырақ; 
4. Тірі ағзалар. 
Ағзаға қажетті немесе кері әсерін тигізетін қоршаған ортаның элементтері экологиялық факторлар деп аталады.  
Факторлар үш негізгі топқа жіктеледі: абиотикалық, биотикалық және антропогендік. 
 
Абиотикалық факторлар дегеніміз - бейорганикалық табиғаттың тірі ағзаларға тигізетін әсері.  
1. Белгілі бір аймақта тіршілік ететін барлық ағзалар тобына әсер ететін климаттық немесе физикалық факторлар: 
ауаның ылғалдылығы; жауын-шашынның мөлшері; ауаның температурасы; жарық мөлшері; күн мен түннің ұзақтығы, желдің әсері; ауа қысымы, ауаның құрамы. 
Жарық, температура, ылғалдылыққа байланысты ағзалардың келесі экологиялық топтарын бөліп көрсетеміз. 
Дене температурасының тұрақтылығана байланысты жануарлар: 
А) Пойкилотермді (салқынқандылар); 
Ә) Гомойотермді (жылықандылар). 
Ылғал режиміне байланысты өсімдіктер: 
А) Гигрофиттер (ылғалы мол жерлерде өсетін өсімдіктер); 
Ә) Мезофиттер (ылғалы орташа жерлерде өсетін өсімдіктер); 
Б) Ксерофиттер (құрғақ жерлерде өсетін өсімдіктер). 
Ылғал режиміне байланысты жануарлар: 
А) Гигрофилдер (ылғалы мол жерлерде тіршілік ететін жауарлар); 
Ә) Мезофилдер (ылғалы орташа жерлерде тіршілік ететін жауарлар); 
Б) Ксерофилдер (құрғақ жерлерде тіршілік ететін жауарлар). 
Жарыққа байланысты өсімдіктер мынадай экологиялық топтарға жіктеледі: 
А) Гелиофиттер (жарығы мол жерлерде өсетін өсімдіктер); 
Ә) Сциофиттер (көлеңке жерлерде өсетін өсімдіктер); 
Б) Факультативті гелиофиттер (көлеңкеге шыдамды өсімдіктер). 
2. Құрлықта тіршілік ететін ағзалаларға топырақтың әсері – эдафикалық фактор: 
химиялық құрам; физикалық және механикалық ерекшелігі. 
3. Суда тіршілік ететін ағзалар үшін гидрологиялық факторлар: 
судың тұнықтығы; күн сәулесінің түсуі; құрамы; қысымның түсуінің өзгеруі, ластануы.  
4. Жер бедерінің әсері: 
күн сәулесінің түсу ерекшелігі; беткейдің еңістігі, т.б.  
 
Биотикалық факторлар дегеніміз – тірі организмдердің бір-біріне және қоршаған ортаға жағымды немесе жағымсыз әсер етуі.  
 
Антропогендік факторлар тікелей ағзаларға және айналадағы жағдайларына әсер етеДІ.  
 
Дәріс №3 Ағзамен қоршаған ортаның қарым-қатынасы. Шектеуші факторлар. 
 
Тіршілікке анықтама берудің бір жолы – олардың негізгі қасиеттерін жүйелеп баяндау.  
1. Тірішіліктің құрылымы.  
2. Қоректену. Ағзалар өмір сүруіне қажетті энергия мен заттарды қоректену арқылы алады. Жануарлар мен саңырауқұлақтар басқа ағзалардағы органикалық заттарды ферменттердің көмегімен ыдыратып қорытады, оны қоректену дейді.  
3. Тынысалу. Ағзалар тыныс алғанда кейбір көп энергиялы қосылыстар ыдырап, соның нәтижесінде энергия бөлінеді. Бұл энергия аденозинтрифосфот (АТФ) молекуласы түрінде сақталады.  
4. Өсу. Өлі табиғат (мысалы, кристалдар) сыртқы қабатына жаңа заттар қосу арқылы өссе, тірі ағзалар қоректік заттардың есебінен өседі.  
5. Даму. Уақыт өткен сайын ағзалар күрделеніп өзгереді. Ондай өзгерісті даму дейді.  
6. Тұқымқуалаушылық. Тіршіліктегі тұқым қуалайтын молекулалардың құрамы бірдей және ол молекулалар ағзалардың өзінен бөлініп, ұрпақтарына беріледі және ата-енелерінің негізгі белгілерінің ұрпаққа берілуін, түрлердің сақталып қалуын қамтамассыз етеді.  
 
Әрбір организмге әсер ететін факторлардың төменгі және жоғарғы шегі болады және бір фактор шешуші роль атқарады. Бұл заңдылықты неміс химигі Ю.Либих (1948 ж) ашқан. Оны «Минимум заңы» дейді.  
Төзімділік немесе толеранттылық заңы В.Шельфордтың есімімен аталады.Заңның негізі организмдердің факторларға деген талғамының шектелуі.  
 
 
Дәріс №4. Популяция туралы түсінік 
Экологияда популяция дегеніміз – бір-бірімен өзара қарым-қатынаста болатын және үлкен территорияда бірігіп тіршілік ететін бір түрге жататын даралар тобы.  
С.С.Шварцтың берген анықтамасы бойынша популяция – бұл қоршаған ортаның үнемі өзгеріп отыратын жағдайында санын тұрақты ұстап тұруға қажетті жағдайлармен қамтамасыз етілген белгілі бір түрдің ағзаларының элементарлық тобы. 
«Популяция» терминін ғылымға алғаш 1903 ж. В.Иогансен енгізді.  
Популяция немесе түрдің өз тіршілігінің соңына дейін мекен ететін жері таралу аймағы – ареал деп аталады.  
Ареал көлеміне және таралу деңгейіне байланысты:  
Космополиттер – өкілдері Жердің тіршілік аймақтарының көпшілік бөлігінде кездесетін ағзалардың түрлері (мысалы, бөлме шыбыны); 
Убиквистер – әр түрлі ор

Қарастырылатын сұрақтар

1.     Экология пәні және оның мазмұны.

2.     Экология ғылымының даму тарихы.

3.     Басқа ғылым жүйелерімен байланысы.

4.     Экологияның бөлімдері  (Аут-, дем-, синэкология) 

1. Экология пәні және оның мазмұны.

Білімнің барлық салалары сияқты, экология ғылымы да үздіксіз дамып  келеді. Экология сөзі гректің “oikos”  үй, тұрақ, мекен деген сөзі мен  «logos» ғылым деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді 1886 жылы неміс ғалымы Эрнест Геккель өзінің «Ағзалардың  жалпы морфологиясы» атты еңбегінде  ұсынған. Э. Геккель экология ғылымының анықтамасын былай тұжырымдады: «Экология деп, біз табиғат экономикасына қатысты барлық білімдерді жануарлардың оны қоршаған органикалық және бейорганикалық ортамен, әсіресе, өзімен тікелей немесе жанама қатынаста болатын жануарлармен және өсімдіктермен өзара ынтымақтастық немесе қастастық, жаулық әрекеттерінің бүкіл жиынтығын зерттеуді түсінеміз». Экология ғылымына  берілген көптеген анықтамалар бар. Дегенмен зерттеушілердің басым көпшілігі экология – ағзалардың  тіршілік  ету жағдайларын және ағзалармен олардың тіршілік ету ортасы арасындағы өзара байланыстарды зерттейтін ғылым деп есептейді.  Уақыт өте келе экологиялық заңдылықтар ағзалардың жиынтығы — популяцияларға, бірлестіктерге, экожүйелерге, ақырында бүкіл тірі табиғатқа қатысты қолданыла  бастады. Сонымен, экология барлық деңгейлердегі ағза үстілік биологиялық жүйелердің ұйымдасуы мен тіршілік қызметі туралы ғылымға айналды. 19 ғасырдың 60-70 жылдарына дейін экология биологияның шеңберінде дамыды. Алайда ауаның, судың, топырақтың ластануы, қалпына келмейтін табиғи ресурстардың сарқылуы, биосфераның тұрақтылығының бұзылуы мен алуан – түрлігінің кемуі, адамдардың денсаулығының және өмір сүру жағдайларының нашарлауы экологияның жеке ғылым болып қалыптасуына ықпал етті. Экология көптеген білім салаларына ене бастады. Экология мен жаратылыстану және техникалық ғылымдардың гуманизациясы, экономика, әлеуметтану, мәдениет және т.б. ғылымдармен байланыстырыла бастады. Экологиялық ойлар мен мәселелердің, білімнің басқа салаларына енуін экологияландыру  деп атайды.

Экологияның зерттеу  объектілерінің кеңеюі оның жаңа анықтамаларының пайда болуына әсер етті. Олардың  кейбіреулерін  келтірейік:

Н.Ф. Реймерс: «Қазіргі жағдайда экология қазіргі заманғы кең мағынада алғанда биоэкологияның шеңберінен шықты. Ол қоғамдық маңызы мен ішкі мазмұны бойынша Жер туралы физика-математикалык, химия-биологиялық және қоғамдық ғылымдар цикліне тең келетін білімдер цикліне айналды».

Ю. Одум: «Экология  — табиғат пен қоғамдағы көп деңгейлі жүйелердің құрылысы мен тіршілік қызметі және олардың өзара байланысы туралы пән аралық білімдер саласы».

Н. А. Воронков: «Қазіргі заманғы  экологияны – ағзалардың, соның  ішінде адамның қоршаған ортамен  өзара қатынасын, адамзат қоғамының  қоршаған ортаға әсерінің шекті дәрежесін, осы әсерлерді кеміту немесе оларды толық нейтралдау мүмкіндіктерін және олардың ауқымын анықтай отырып, зерттеулермен айналысатын  ғылым  ретінде  қарастыру  қажет. Стратегиялық тұрғыдан алғанда экология адамзаттың өзінің тіршілігін сақтауы және экологиялық дағдарыстан  шығуы  туралы  ғылым».

Ф. Дре: «Экология - болашақтың ғылымы, себебі, адамның біздің планетамызда өмір сүруінің өзі оның  прогресімен  анықталуы  мүмкін».

Бүгінгі таңда Экология биосферадағы тепе – теңдікті жан – жақты  қарастыратын оның бұзылу себептерін болжайтын және анықтайтын, сонымен  қатар тепе-теңдіктерінің ауытқуын қоршаған ортаға әсерін зерттейтін ғылым  саласы.

Экология ғылымының зерттеу  нысаны: биологиялық және географиялық, микро- және макро- экожүйелермен оның уақыт пен кеңістікке қатысты  ырғағы. Экожүйе дегеніміз - әртүрлі  организімдердің бірлесіп мекендеуінің және олардың бір - бірімен заңды  байланыста болудағы тіршілік ету жағдайының жиынтығын айтамыз.

Экологияның ғылым саласы ретінде екі аспектісі бар, біріншісі  таным шеңберін кеңейту. Бұл бағытта  бірінші орынға табиғат даму заңдылықтарын  ашу және түсіндіру, екіншісі- жинақталған  білімдерді қоршаған ортаға  қатысты проблемаларды шешу үшін қолдану.  Қазіргі кезде экология ғылымың табиғатты ұтымды пайдаланудың өткір проблемаларын шешуде орны үлкен дербес ғылым ретінде маңызы зор.  

Экология  ғылымының мақсат:.

1. Биосфера шегіндегі  ғаламдық проблемаларды бақылай  отырып сақтау;

2. Адам, қоғам, табиғат  арасындағы қарым – қатынастарды  үйлестіре отырып табиғи ресурстардың  пайдалану жолдарын қарастыру;

3. Биорсферадағы тепе  – теңдігінің бұзылу жолдарын  болжау және оны болдырмау,  қоршаған ортаны сақтаудың негізгі  амалдарын қарастыру;

Олай болса, қазіргі заманғы  экология тек жеке ғылым ретінде ғана қарастырылып қоймай, ол дүниеге көзқарасқа, адамзаттың тіршілігін сақтауы туралы ғылымға айналып  отыр.

Экологиялық жағдайды дұрыс  түсіну үшін берілген жердегі өзара  әркеттесетін факторлардың барлығын есепке алуды, ал бұл әр түрлі экологиялық  әдістерді қолдануды талап етеді.

Ортаның жағдайын бағалау және есепке алу әдістері. Бұларға метерологиялық бақылау, температураны өлшеу, судың химиялық құрамын, тұздылығын, мөлдірлігін, топырақ ортасының сипатын анықтау, радиациялық фонды өлшеу, ортаның химиялық және бактериалдық ластануын анықтау және т.б. жатады. Қазіргі кезде осы әдістердің ішінде практикалық маңыздылығы жағынан мониторингке ерекше көңіл бөлінеді. Экологиялык мониторинг. Мониторинг (monitor латын тілінен аударғанда - еске салушы, алдын ала ескерту деген мағынаны береді) - биосфера немесе оның жеке бөліктерінің, элементтер жағдайының антропогенді әсерден болатын өзгерістерін болжау, бағалау мен бақылаудың комплексті жүйесі. Мониторингте биосфераның жағдайы геофизикалық, физико-географиялық, геохимиялық және биологиялық көрсеткіштері бойынша сипатталады. Мысалы, биологиялық мониторинг қоршаған ортаның функционалдық (уақыт бірлігіндегі биомасса өсімі, өсімдіктер мен жануарлардың әр түрлі заттарды сіңіру жылдамдығы бойынша) және құрылымдық (түрлердің саны мен құрамы, жалпы биомасса және т.б.) биологиялық белгілер бойынша жүргізілуі  мүмкін.

2. Экология ғылымының  даму тарихы.

Орта ғасырлардағы схоластика мен діннің үстемдігі табиғатты  зерттеуге деген құштарлықты  әлсіретті. Алайда қайта өрлеу дәуірінде, Ренессанс дәуірінде болған ұлы  географиялық жаңалықтар натуралистердің  биологиялық зерттеулерін қайта  жаңғыртты. 17–18 ғасырлардағы экологиялық  мәліметтер зоологтардың, саяхатшы натуралистердің  еңбектерінде жиі кездеседі.

Алғашқы эволюциялық ілімінің авторы Жан Батист Ламарк (1744-1829) «сыртқы  жағдайлардың» ықпалын жануарлар  мен өсімдіктер эволюциясының аса  маңызды себептерінің бірі ретінде  атап көрсетті.

Өсімдіктер географиясына  Александр Гумбольдттың (1769-1859) еңбектері  экологиялық бағыт салды. Экологиялық  ойларға орыс зоологтары К.Ф.Рулье (1814-1858) мен Н.А.Северцовтың (1827-1885) және басқа ғалымдардың еңбектері зор үлес қосты.

Ғылым ретіндегі экология тарихындағы ерекше күн – 1866 жылдың 14-қыркүйегі болды, сол күні Э.Геккель  өзінің «Ағзалардың жалпы морфологиясы»  деген кітабын жарыққа шығарды. «Табиғи сұрыптау жолымен түрлердің  шығуы» (1859) жарияланған соң жеті жылдан кейін Э.Геккель бүтіндей Ч.Дарвиннің идеяларын құптай отырып білімнің осы саласына айқын сипаттама берді. Американдық ғалым С.Форбс экологияның айқын сипаттамасын 1895 жылы берді.

ХХ ғасырдың басында ботаниктердің, зоологтардың, гидробиологтардың және т.б. экологиялық мектептері қалыптасып, дами бастады. 1910 жылы Брюссельде өткен  үшінші ботаникалық конгрессте өсімдіктер экологиясы дербес өмір сүретін ағзалар (аутэкология) мен бірге өмір сүретін  топтарға (синэкология) бөлінді. Бұл  бөлініс жалпы экология мен жануарлар  экологиясына таралды.

1913-1920 жылдары В.Шелфордтың, Ч.Адамстың, С.А.Зерновтың (1871-1945) экологиялық  еңбектері шықты, экологиялық  ғылыми қоғамдар, журналдар пайда  болды, экологияны университеттерде  оқыта бастады.

ХХ ғасырдың 20-40 жылдары  ұғымдық аппараттар қалыптасып, негізгі  әдістемелік тәсілдер жасалды.

ХХ ғасырдың екінші жартысында экология ғылым ретінде ерекше қарқынды дамыды, себебі қоршаған ортаның антропогенді өзгерістері ұлғайды. 1962 жылы Париж  қаласындағы біріккен ұлттар ұйымы  көлемінде ұйымдастырылған биосфера халықаралық конференциясында        ең алғаш рет халықаралық деңгейде биосфера ресурстарын қорғау және тиімді пайдалану туралы бағдарлама қабылданып экологиялық сипат алды.

1971 жылы Швецияда бірінші  Еуразиялық конференция өтіп  онда айнала қоршаған орта  табиғатты қорғау мәселері көтерілді.

1972 жылы маусым айында  Біріккен Ұлттар Ұйымы (БҰҰ)  Стокгольмде Қоршаған орта және  даму туралы бірінші халықаралық  кеңесті шақырып өткізді. Қоршаған  ортаны қорғау жөнінде тұрақты  жұмыс жасайтын халықаралық ұйымды (ЮНЕП) – БҰҰ қоршаған орта  жөнінде Бағдарламасын құру туралы  шешім қабылданды.  

Біздің елімізде жоғары Парламент  және Үкімет қоршаған ортаны қорғау заңын 1997 жылы 15-ші шілдеде және ҚР-нің  экологиялық қауіпсіздік тұжырымдамасын, сондай-ақ ҚР-нің қоршаған ортаны қорғау ұлттық жоспарын қарастырып жоспар қабылданды, 2007 жылы 9 қаңтарда экологиялық кодекс қабылданды.

Сонымен экологияның даму кезеңін негізінен үшке бөлеміз: 1-кезең 17-ші ғасырдың басы -18 ғасырдың аяқ кезеңі: 2 - кезең экологияның  ғылым болып қалыптасу кезеңі 19-ғасыр Экология дербес ғылым ретінде  шамамен 19-ғасырдың аяғында қалыптасты. 3-ші кезең  экология ғылымының өрлеу кезеңі 20-шы ғасырдан бүгінгі күнге дейінгі кезең.         

 3.Басқа ғылым жүйелерімен байланысы.

Экология ғылымының мазмұны  өте күрделі. Дара ағза мен орта, бейімделу, популяциялар арасындағы қарым-қатынастар, биоценоз, биоценологиялық зерттеулер биология ғылымымен ұштасып жатса, табиғи ортаның өзгерістері, жылу белдеулері мен географиялық белдеулер, топырақ  құрамы, абиотикалық факторларға  байланысты ағзалардың бейімделуі географиялық зертеулерге ұласады. Ал антропогендік  факторлар, экожүйелердің өзгерістері, биосфера шегіндегі климаттық ауытқулар  ғаламдық зерттеулерге әкелсе, адам-қоғам-табиғат  арасындағы зерттеу, бақылау және бағалау  оның айнала қоршаған ортамен байланысын зертеу адам экологиясың үлесіне  тимек. Осыған қарай экологияның  зерттеу бағыттары биоэкология, адам экологиясы, әлеуметтік экология, қолданбалы экология және геоэкология  болып бөлінеді.