Шпаргалка по "Экологии"

Основными факторами устойчивого  развития являются экономический, социальный и экологический факторы, которые  и являются основой триединой  концепции устойчивого развития. Экономическая составляющая подразумевает  оптимальное использование природных  ресурсов и использование экологичных технологий, включая добычу и переработку сырья, создание экологически приемлемой продукции, минимизацию, переработку и уничтожение отходов. Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является справедливое разделение благ. 

Экологическая составляющая должна обеспечивать целостность биологических  и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие  «природных» систем и ареалов  обитания можно понимать широко, включая  в них созданную человеком  среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких  систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом  состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и  утрата биологического разнообразия сокращают  способность экологических систем к самовосстановлению.

 

5 Экологические  факторы среды обитания: абиотические, биотические и антропогенные 

Абиотические факторы  — факторы неживой природы, физические и химические по своему характеру. К их числу относятся: свет, температура, влажность, давление, соленость (особенно в водной среде), минеральный состав (в почве, в грунте водоемов), движения воздушных масс (ветер), движения водных масс (течения) и т. д. Сочетание различных абиотических факторов определяет распространение видов организмов по разным областям земного шара. Всем известно, что тот или иной биологический вид встречается не повсеместно, а в районах, где имеются необходимые для его существования условия. Именно этим, в частности, объясняется географическая приуроченность различных видов на поверхности нашей планеты. Изменения светового дня в течение года имеют огромное значение и для животных умеренного пояса. Сезонностью обусловлены размножение многих их видов, смена оперения и мехового покрова, рогов у копытных, метаморфоз у насекомых, миграции рыб, птиц. Температура как абиотический фактор способна существенно влиять на темпы развития, физиологическую активность живых организмов, поскольку подвержена суточным и сезонным колебаниям. Другие абиотические факторы не менее важны, но в разной степени для разных групп живых организмов. Так, для всех наземных видов существенную роль играет влажность, а для водных — соленость. На фауну и флору островов в океанах и морях значительное влияние оказывает ветер. Для обитателей почвы важна ее структура, т. е. размер частиц грунта.

Биотические факторы (факторы живой природы) представляют собой разнообразные формы взаимодействий организмов как одного, так и разных видов. Взаимоотношения организмов одного вида чаще имеют характер конкуренции, причем достаточно острой. Это обусловлено их одинаковыми потребностями — в пище, территориально пространстве, в свете (для растений), в местах гнездования (для птиц) и т. д. Нередко во взаимоотношениях особей одного вида встречается и кооперация. Стайный, стадный образ жизни многих животных (копытных, котиков, обезьян) позволяет им успешно защищаться от хищников, обеспечить выживание детенышей. Взаимоотношения организмов разных видов весьма разнообразны. У тех, которые имеют сходные потребности (в пище, местах гнездования), наблюдается конкуренция. Например, между серой и черной крысами, рыжим тараканом и черным. Широко распространено во взаимоотношениях видов хищничество. При этом жертву хищник убивает и целиком съедает. К такому способу близко примыкает и растительноядность: здесь также особи одного вида поедают представителей другого (иногда, правда, не целиком съедая растение, а лишь частично). Очень часто во взаимоотношениях разных видов встречаются симбиотические связи. Под симбиозом понимают совместное существование двух видов организмов. Один вид (симбионт) существует благодаря «эксплуатации» другого (хозяина). Различают три основные формы симбиоза: комменсализм, мутуализм и паразитизм.

При комменсализме симбионт извлекает пользу из сожительства, а хозяину не причиняется вреда, но он и не получает никакой пользы. Например, рыба-лоцман (комменсал), живя возле крупной акулы (хозяин), имеет надежного защитника, да и «со стола» хозяина ей перепадает пища.

Мутуалистические взаимоотношения характеризуются обоюдной выгодой как для мутуалиста, так и для хозяина. Широко известные примеры тому — кишечные бактерии у человека («поставляющие» своему хозяину необходимые витамины) Паразитизм характеризуется антагонистическими отношениями. Паразит, питаясь за счет хозяина (его тканей, крови, питательных веществ), причиняет ему вред, а хозяин стремится уничтожить или удалить паразита либо подавить его активность и жизнеспособность. Паразит, в свою очередь, противодействует защитным реакциям хозяина. Наконец, два вида, существующие на одной территории («соседи»), могут никак не взаимодействовать друг с другом. В этом случае говорят о нейтрализме, отсутствии каких-либо взаимоотношений видов.

АНТРОПОГЕННЫЙ ФАКТОР влияние, оказываемое человеком и его  деятельностью на организмы, биогеоценозы, ландшафты, биосферу (в отличие от естественных или природных факторов). А.ф. могут влиять на целые экосистемы и их части (организмы, популяции, сообщества, биоценозы). А.ф. могут опосредствоваться через влияние биотических факторов (при уничтожении некоторых видов или, напротив, при интродукции видов) и абиотических факторов (влияние на климат,загрязнение атмосферы, воды и др.). Результатом действия А.ф. могут быть нарушения (резкие изменения) или антропогенные сукцессии. 
  В настоящее время А.ф. являются важным фактором нарушения биосферы. Для ограничения влияния А.ф. осуществляются экологический мониторинг и экологическое нормирование. Контроль и снижение интенсивности влияния А.ф. являются одним из главных условий построения общества устойчивого развития.

 

6 Реакция  организма на действие экологических  факторов в пространстве и  во времени: толерантность, акклиматизация, адаптация 

Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на живой организм.

Организмы реагируют  на действие экологических факторов приспособительными реакциями. Доказано, что реакция на экологические факторы у особей одного вида меняется в пространстве. Хотя организмы наиболее хорошо приспособлены к тому, чтобы функционировать в некотором узком диапазоне условий среды, популяция одного вида нередко подразделяется на группы с различными экологическими требованиями. Это зависит от  территорий с неодинаковыми экологическими условиями в пределах ареала данного вида.

Причиной  временных изменений реакций  на действия экологических факторов являются возрастные различия организмов. Как правило, пределы выносливости у молодых особей уже, чем у старых.

Экологическая толерантность — способность организмов жить и развиваться в широком диапазоне условий окружающей среды (в т.ч. при неблагоприятных факторах).

Реакция организма на значение экологического фактора (условия) — пояснение правила  толерантности Шелфорда

Утверждения, что любой  экологический фактор имеет определенные пределы положительного (оптимального) влияния на живые организмы считается законом оптимума.

Закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору».

Акклиматизация – это первая и непосредственная, индивидуальная приспособительная реакция организма на изменяющиеся условия среды. Акклиматизация представляет собой сложный социально-биологический процесс, в котором (в отличие от акклиматизации у животных и растений) кроме развития в организме различных физиологических приспособлений, большую роль играет активный процесс создания социально-организованной обстановки труда и быта, приспособленной к климатическим условиям.

При помещении организма в новые  условия, он через некоторое время  привыкает, адаптируется. Это приводит к сдвигу кривой толерантности и называется акклиматизацией. Для нормального развития организмов необходимо наличие разных факторов строго определённого качества, каждый из них должен быть и в определённом количестве.

Экологическая адаптация - это приспособительная физиологическая и психофизиологическая реакция организма и личности человека к меняющимся условиям окружающей (внешней) среды, первостепенную роль в формировании которой играет врожденное биолого-генетическое состояние высших регуляторных функций человека на сознательном и бессознательном уровнях.

При действии определенных факторов среды, требующих от организма  человека мобилизации адаптивных возможностей со значительным превышением диапазона  повседневных нагрузок, срабатывает  эволюционно заложенная программа  реагирования, проявляющаяся общим  адаптационным синдромом.

Таким образом, воздействие экологических факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают более сильное влияние, другие- слабое; одни влияют на все стороны жизни, другие — на определенный жизненный процесс. Тем не менее, в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма:

 

 

7 Закон  минимума Ю.Либиха 

Известно, что потребности у разных видов в каждых конкретных условиях разные. Однако, наряду с этим, есть минимум факторов, которые необходимы для существования живого организма. При стационарном состоянии (стабильное и непереходное состояние системы) лимитирующим будет вещество, количество которого наиболее близко к необходимому минимуму. Впервые вопросом минимального количества необходимого вещества занимался Ю. Либих, который в 1840 г., задолго до появления самого термина "экология", на основе изучения минерального питания растений исследовал зависимость их роста от тех или иных химических элементов или веществ.

На основе своих исследований Ю. Либих вывел так называемый закон минимума: относительное действие отдельного экологического  фактора тем сильнее, чем больше он находится по сравнению с другими экологическими. факторами в минимуме; по закону минимума Либиха, от вещества, концентрация которого лежит в минимуме, зависят рост растений, величина и устойчивость их урожая.

Таким образом, для применения данного закона необходимо использовать следующие вспомогательные принципы (которые были введены Юджином Одумом, известным американским экологом):

1).  Ограничивающий принцип: закон Либиха можно применять без уточнений только к условиям стационарного состояния, когда приток энергии и веществ регулируется утечкой, т.е. система находится в состоянии равновесия.

2).  Второй вспомогательный  принцип касается взаимодействия факторов. Было отмечено, что в определенных условиях высокая концентрация или достаточность определенного вещества или действие второго, не лимитирующего, фактора может изменять потребность в минимальном количестве вещества.

Т.е. данный принцип указывает на нецелесообразность анализа состояния системы на основе небольшого количества элементов.

Подведя итог, хочется отметить, что закон минимума Либиха не применим к системам с неустойчивым состоянием, когда поступление в них различных веществ незакономерно меняется и лимитирующими попеременно или одновременно становятся многие факторы. Во многом данный закон уточняется Законом толерантности Шелфорда.

 

8 Закон  толерантности В. Шелфорда

Как показали исследования Либиха, развитие живого организма  обусловлено не только недостаточностью того или иного фактора, но также  и их избытком.  Итак, каждый организм имеет свои пределы, которые колеблются между минимумом и максимумом, то есть оптимум, который обеспечивает существование организма. В 1913 г. американский эколог Виктор Шелфорд выдвинул принцип экологической толерантности (выносливости). Согласно этому правилу, для каждого фактора существует диапазон экологической толерантности, ограниченный нижней и верхней кардинальными (критическими) точками, внутри которого можно выделить зоны угнетения и благополучия. Неблагоприятными (и лимитирующими) могут быть как высокие, так и низкие значения условий. Поэтому реакция организма оказывается нулевой и при чрезмерно низких, и при запредельно высоких значениях важного для него условия:

 

Реакция организма на значение экологического фактора (условия) — пояснение правила  толерантности Шелфорда

Т.е. лимитирующим фактором процветания организма  может быть как минимум, так и  максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень  выносливости (толерантности) организма  к данному фактору.

Юджин Одум, известный американский эколог, в 1975 году вводит ряд дополнений к закону Шелфорда, касающиеся неоднородности воздействия экологических факторов и реакции на них живых организмов:

 • организмам присущ  более широкий диапазон толерантности  к одному фактору, так и узкий  к другому;

 • организмы с большим  диапазоном толерантности, как  правило, широко распространены;

 • если условия  существования, определенные одним  экологическим фактором, меняются  за пределы оптимума, то меняется  и диапазон толерантности к  другим экологическим факторам;

 • в природе организмы  часто попадают в условия, далекие  от оптимально установленных в лабораторных экспериментах;

 • период размножения,  роста, как правило, является  критическим, пределы толерантности  организма в это время гораздо  уже, чем у взрослой особи.

Таким образом, согласно данному закону, каждый фактор характеризуется  зоной оптимальных значений для данного вида организмов и имеет пределы положительного влияния. Приближение интенсивности действия фактора к критическим точкам – пределам выносливости, происходит угнетение жизнедеятельности организма (зона пессимума).

 

9 Диапазон  толерантности. Стенобионтные и  эврибионтные организмы

Экологическая толерантность - это способность организма выносить отклонения экологических факторов среды от оптимальных для него значений. Организмы с широким диапазоном толерантности обозначаются приставкой "эври-", а с узким диапазоном толерантности - приставкой "стено-" (эврибионт, стенобионт).