Шпаргалка по "Экологии"

1.Предмет и задачи, структура экологии. История экологии.

Экология-наука, изучающая отношения организмов между собой и окружающей средой, а также организацию и функционирование надорганизменных систем различного уровня: популяций, сообществ и экосистем, природных комплексов и биосферы.  Задачи экологии - заключаются в познании взаимосвязей между растениями, животными, грибами, микроорганизмами и средой их обитания, многообразия организации жизни на Земле, изучении функционирования надорганизменных систем различных уровней, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека, научное обеспечение восстановления нарушенных природных систем. Конечная цель экологических исследований состоит в сохранении среды обитания человека. Связана-области ботаники, зоологии, физиологии, морфологии, систематики, биогеографии, эволюционного учения, генетики, биотехнологии, точных наук, и с природопользованием. В состав современной экологии входят:– общая экология; – геоэкология; – глобальная экология;– социальная экология;– прикладная экология. Классическая экология изучает биологические системы. Выделяют:

– аутэкологию (экологию особей) – уста-навливает пределы существования организма в окружающей среде, изучает реакции организмов на воздействия факторов среды. – демэкологию (экологию популяций)  – изучает естественные группы особей одного вида – популяции, условия их формирования, внутрипопуляционные взаимоотношения,          динамику численности;– эйдэкологию (экологию видов)  – изучает вид как определенный уровень организации живой природы. – синэкологию (экологию сообществ)  – изучает ассациации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой. История. Экология -новая область науки, появившаяся во второй половине XX века. Точнее в качестве отдельной дисциплины экология зародилась на рубеже XX века,она получила общественную известность в 1960-е годы, в связи с широко распространённым беспокойством за состояние окружающей среды. Тем не менее, идеи экологии в какой-то степени известны уже давно, и принципы экологии разрабатывались постепенно, тесно переплетаясь с развитием других биологических дисциплин. Таким образом, возможно, одним из первых экологов был Аристотель. В «Истории животных» он дал экологическую классификацию животных, писал о среде обитания, типе движения, местообитании, сезонной активности, общественной жизни, наличии убежищ, использовании голоса. Его последователь, Теофраст, в основном исследовал растения и считается античным основоположником геоботаники.

2.Понятие  среды  и  экологических факторов. Закономерности действия экологических факторов. Среда -это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д. Различают абиотическую, биотическую, антропогенную среду. Абиотическая среда – совокупность факторов неживой природы (температура, влажность, радиация и др.), в которых существует данный организм. Биотическая среда – совокупность живых организмов, с которыми взаимодействует данный организм. Антропогенная среда – природная среда, непосредственно или косвенно измененная человеком. На Земле выделяют 4 среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную (почву) и живые организмы. Водная-движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме. Особенность наземно-воздушной среды - организмы, обитающие здесь, окружены воздухом, который представляет собой смесь газов, а не их соединения. Почва как среда обитания представляет собой совокупность выветренной материнской породы, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Живые организмы-для растений и животных, ведущих симбиотический или паразитический образ жизни, организм, на котором или в котором они поселяются, является специфической средой жизни. 

Экологические факторы - элементы среды обитания,оказывающий прямое или косвенное влияние на живые организмы, и на которые организмы реагируют приспособительными реакциями. Влияние экологических факторов на живой организм весьма многообразно, однако их действие подчиняется определенным закономерностям. Существенное значение в воздействии экологических факторов на организмы имеет и их интенсивность. Для каждого экологического фактора существует благоприятная интенсивность воздействия, называемая зоной оптимума. При такой интенсивности действия фактора наблюдаются наилучшие условия  для жизнедеятельности организмов. Чем больше доза фактора отклоняется от оптимальной для данного вида величины, тем сильнее угнетается его жизнедеятельность. Интенсивность экологического фактора, дающая наихудший эффект, приходится на зону угнетения (пессимума). В этом случае организм еще может существовать. Вместе с тем, есть крайние границы его существования, действия того или иного фактора (минимум и максимум). Минимальное и максимальное значения какого-либо фактора – это крайние точки, за пределами которых существование организмов невозможно.

3.Основные экологические  методы- это пути и способы изучения экологических явлений, которые подразделяются на полевые и лабораторные.

Полевые- помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности биосистем. Полевые методы, в свою очередь, подразделяются:- на маршрутные (прямое наблюдение, оценка состояния, измерение, описание, составление схем, карт); -на стационарные (длительное наблюдение за объектами, замеры, описание, инструментальный отчет);- на описательные (первоначальное знакомство с объектом);- на экспериментальные (опыт, эксперимент, количественная оценка, химические методы анализа и др.), -мониторинг (наблюдение, оценка и прогноз состояния природной среды).

Лабораторные методы используются при проведении работ в лабораторных условиях. Особое внимание в экологии отводится методу моделирования.

Моделирование – когда  исследуется не сам интересующий объект непосредственно, а вспомогательная, искусственная или естественная система, соответствующая свойствам реального объекта. Любая модель всегда упрощена, отражает общую суть процесса. Мониторинг окружающей среды – комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Цели:

-количественная и качественная  оценка состояния воздуха, поверхностных вод, почвенного покрова, флоры и фауны, а также постоянный контроль стоков и выбросов на промышленных предприятиях;

-составление прогноза  о состоянии окружающей среды и возможных его изменениях;- наблюдение за происходящими в окружающей природной среде физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, последствиями его влияния на растительный и животный мир;- обеспечение заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей природной среде, а также предупреждение и прогнозирование ее состояния. В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг фоновый и импактный.

Фоновый (базовый) мониторинг – слежение за природными явлениями  и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния. Импактный мониторинг – слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах. В зависимости от масштабов наблюдения различают мониторинг глобальный, региональный и локальный.

4.Классификация  экологических факторов.

-Абиотические факторы

-Биотические факторы

-Антропические факторы

Абиотические  – это  компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Выделяют следующие абиотические факторы: климатические, эдафические (почвенные), орографические или топографические, гидрографические (водная среда), химические. Одними из важнейших абиотических факторов являются свет, температура, влажность.

Биотические – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. Выделяют следующие основные типы биотических отношений: конкуренция, хищничество, паразитизм, симбиоз, нахлебничество (комменсализм), квартирантство (синойкия), нейтрализм и другие.

Антропические (антропогенные) факторы – вся разнообразная деятельность человека, которая приводит к изменению природы, как среды обитания всех живых организмов, или непосредственно сказывается на их жизни.

5.Абиотические  факторы. Свет и его значение в жизнедеятельности организмов.

Абиотические (безжизненные) – это компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.  В соответствии с имеющейся классификацией выделяют следующие абиотические факторы: климатические, эдафические (почвенные), орографические, гидрографические (водная среда), химические. Одними из важнейших абиотических факторов являются свет. Одними из важнейших абиотических факторов являются свет, температура, влажность. Свет. Служит основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. Свет влияет на развитие организмов, образование пигментов и витаминов, определяет ход и продуктивность фотосинтеза (видимый свет), стимулирует размножение, регулирует поведение, влияет на цикличность биологических процессов (явление фотопериодизм) По отношению к свету различают следующие экологические группы растений: светолюбивые(обитают в лесной зоне в открытых местах, образуют разреженный и невысокий растительный покров, чтобы не затенять друг друга), тенелюбивые ( не выносят сильного освещения и живут под пологом леса в постоянной тени, в основном лесные травы), теневыносливые (могут жить при хорошем освещении, но легко переносят и некоторое затенение,растений лесов) Свет является условием ориентации животных. Среди животных различают дневные, ночные и сумеречные виды. Световой режим оказывает влияние и на географическое распространение животных. 

6.Температура и  адаптация к ней организмов.Температура-определяет уровень активности организмов, влияет на обменные процессы, размножение, развитие, др. стороны их жизнедеятельности. От нее зависит распространение организмов. В зав. от температуры тела, выделяют пойкилотермные (холоднокровные, с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды-беспозвоночные) и гомойотермные (теплокровные, температура которых более или менее постоянна – млекопитающие и птицы) организмы. Большое значение имеет и тепловой режим (распределение тепла во времени) Тепловой режим растений складывается из температурных условий, которым свойственна та или иная продолжительность и смена в определенной последовательности в сочетании с другими факторами. У животных он также в сочетании с рядом других факторов обусловливает их суточную и сезонную активность.  Для растений и животных важным является общее количество тепла, которое они могут получить из  окружающей среды. Температуры, лежащие выше нижнего порога развития и не выходящие за пределы верхнего, получили название эффективных температур. Количество тепла, необходимого для развития, определяется суммой эффективных температур. У растений имеются различные приспособления, сглаживающие вредное влияние высоких и низких температур: интенсивность транспирации;накопление в клетках солей, изменяющих температуру свертывания плазмы, свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей. Накопление у морозоустойчивых растений в клетках сахара и др веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока, делает растение более выносливым. Влияние теплового режима прослеживается и у животных. По мере удаления от полюсов к экватору размеры близких в систематическом отношении  животных с непостоянной температурой тела увеличиваются, а с постоянной – уменьшаются. (правило Бергмана). Одна из причин такого явления – повышение температуры в тропиках и субтропиках. У мелких форм относительная поверхность тела возрастает и увеличивается теплоотдача, что отрицательно сказывается в умеренных и высоких широтах прежде всего на животных с непостоянной температурой тела. Температура тела организмов оказывает существенное формообразующее влияние. Под действием теплового фактора у них формируются такие морфологические признаки как  отражательная поверхность; жировые отложения, пуховый, перьевой и шерстный покровы у птиц, и млекопитающих. В Арктике, высоко        в горах большинство насекомых имеют темную окраску, что способствует усиленному поглощению солнечных лучей. У животных с           постоянной температурой тела в холодных климатических зонах наблюдается тенденция к уменьшению площади выступающих частей тела – поскольку они отдают в окружающую среду наибольшее количество тепла. У млекопитающих при низких температурах относительно сокращаются размеры хвоста, конечностей, ушей, лучше развивается волосяной покров. ). В целом, по отношению к температуре анатомо-морфологические изменения как у растений, так и у животных, в первую очередь направлены на регулирование уровня теплопотерь.

7.Влажность и  отношение к ней животных и  растений.К числу важных экологических факторов относится влажность. Вода необходима для любой протоплазмы. С участием воды протекают все физиологические процессы. Живые организмы используют водные растворы для поддержания своих физиологических процессов. Она чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие растений. Вода  с экологической точки зрения служит ограничивающим фактором как в наземных местообитаниях, так и в водных, где ее количество подвергнуто сильным колебаниям.  Наземные организмы постоянно теряют воду и нуждаются в регулярном пополнении ее. В процессе эволюции у них выработались многочисленные приспособления, регулирующие водный обмен. Потребность растений в воде  в различные периоды развития неодинакова, особенно у разных видов. Меняется она в зависимости от климата и типа почвы. Для каждой фазы роста  и стадии развития любого вида растений выделяют критический период, когда недостаток воды особенно отрицательно сказывается на его жизнедеятельности. Почти повсеместно, кроме влажных тропиков, наземные растения испытывают засуху, временный недостаток воды. Дефицит влаги снижает прирост растений, является причиной их низкорослости, бесплодия из-за недоразвития генеративных органов. Атмосферная засуха сильно проявляется при высоких летних температурах, почвенная – при уменьшении почвенной влаги. При этом, есть растения, чувствительные к тому или иному дефициту. Бук может жить на сравнительно сухой почве, но очень чувствителен к влажности воздуха. Лесные растения требуют повышенного содержания паров воды в воздухе. Влажность воздуха обусловливает периодичность активной жизни организмов, сезонную динамику протекания жизненных циклов, влияет на продолжительность их развития, плодовитость, смертность.

9.Биологические  ритмы, их связь с абиотическими и биотическими факторами.

Абиотические факторы  имеют важную особен-ность: ритмическую сезонную и суточную изменчивость. Повторяемость во времени явлений и событий, происходящих в природе - природные ритмы.Ритмы свойственны и живым организмам. Периодичные колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений называютсябиоритмами.  Главная роль в регуляции суточной и сезонной активности у растений и животных принадлежит изменениям в продолжительности дня и ночи, светового периода суток, или фотопериоду. Реакцию живых организмов на суточный ритм освещения, соотношение длительности дня и ночи называют фотопериодизмом. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений кли-матических факторов, обладающих сильным воздействием на организм. Природные ритмы для любого организма можно разделить на внешние (циклические изменения в окружающей среде) и внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью).