Экология
(от греч. "ойкос" - жилище, "логос" - наука) - наука о закономерностях
взаимоотношений организмов, видов, сообществ со средой обитания.
Внешняя среда -
все условия живой и неживой природы, при которых существует организм и
которые прямо или косвенно влияют на состояние, развитие и размножение
как отдельных организмов, так и популяций.
Экологические факторы
(от лат. "фактор" - причина, условие) - отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмом.
Абиотические факторы
(от греч. "а" - отрицание, "биос" - жизнь) - элементы неживой природы:
климатические (температура, влажность, свет), почвенные, орографические
(рельеф).
Биотические факторы -
живые организмы, взаимодействующие и влияющие друг на друга.
Антропогенный фактор
{от греч. "антропос" - человек) - непосредственное воздействие человека
на организмы или воздействия через изменение им среды обитания.
Оптимальный фактор -
наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического
фактора (света, температуры, воздуха, влажности, почвы и т. д.).
Ограничивающий фактор -
фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма (за пределы
допускаемого максимума или минимума): влага, свет, температура, пища и
т. д.
Предел выносливости -
граница, за пределами которой существование организма невозможно
(ледяная пустыня, горячий источник, верхние слои атмосферы). Для всех
организмов и для каждого вида существуют свои границы по каждому
экологическому фактору отдельно.
Экологическая пластичность-
степень выносливости организмов или их сообществ (биоценозов) к воздействию факторов среды.
Климатические факторы -
абиотические факторы среды, связанные с поступлением солнечной энергии,
направлением ветров, соотношением влажности и температуры.
Фотопериодизм
(от греч. "фотос" - свет) - потребность организмов в периодической смене определенной продолжительности дня и ночи.
Сезонный ритм -
регулируемая фотопериодизмом реакция организмов на изменение времени
года (при наступлении осеннего короткого дня опадают листья с деревьев,
готовятся к перезимовке животные; при наступлении весеннего длинного
дня начинается возобновление растений и восстановление жизненной
активности животных).
Биологические часы -
реакция организмов на чередование в течение суток периода света и
темноты определенной длительности (покой и активность у животных,
суточные ритмы движения цветков и листьев у растений, ритмичность
деления клеток, процесса фотосинтеза и т. д.).
Зимняя спячка -
приспособление животных к перенесению зимнего времени года (зимний сон).
Анабиоз
(от греч. "анабиозис"-оживление)-временное со- стояние организма, при
котором жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все
видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных животных зимой и в
жаркий период лета).
Зимний покой -
приспособительное
свойство многолетнего растения, для которого характерно прекращение
видимого роста и жизнедеятельности, отмирание надземных побегов у
травянистых жизненных форм и опадение листьев у древесных и
кустарниковых форм.
Морозостойкость -
способность организмов выносить низкие отрицательные температуры.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Экологическая система -
сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое
целое на основе пищевых связей и способов получения энергии.
Биогеоценоз
(от греч. "биос" - жизнь, "гео" - земля, "це-ноз" - общий) - устойчивая
саморегулирующаяся экологическая система, в которой органические
компоненты неразрывно связаны с неорганическими.
Биоценоз -
сообщество растений и животных, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга.
Популяция
(от франц. "популяцион" - население) - совокупность особей одного вида,
занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом,
имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной
степени изолированных от других популяций данного вида.
Агроценоз
(от греч. "агрос" - поле, "ценоз"-общий) -искусственно созданный
человеком биоценоз. Он не способен длительно существовать без
вмешательства человека, не обладает саморегуляцией и в то же время
характеризуется высокой продуктивностью (урожайностью) одного или
нескольких видов (сортов) растений либо пород животных.
Продуценты
(от лат. "продуцентис"-производящий)-зеленые растения, производители органического вещества.
Консументы
(от лат. "консумо"-употреблять, расходовать) - растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества.
Редуценты
(от лат. "редуцере" - уменьшение, упрощение строения)-микроорганизмы, грибы-разрушители органических остатков
Цепи питания
-
цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое
вещество и энергию из исходного пищевого вещества; каждое предыдущее
звено является пищей для следующего.
Пищевой уровень -
одно звено в цепи питания, представленное продуцентами, консументами или редуцентами.
Сети питания-
сложные
взаимоотношения в экологической системе, при которых разные компоненты
потребляют разные объекты и сами служат пищей различным членам
экосистемы.
Правило экологической пирамиды -
закономерность, согласно которой количество растительного вещества,
служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса
растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также
имеет массу, в 10 раз меньшую.
Саморегуляция в биогеоценозе-
способность к восстановлению внутреннего равновесия после какого-либо природного или антропогенного влияния.
Колебание численности популяции -
сменяющее друг друга увеличение или уменьшение числа особей в
популяции, которое происходит в связи с изменением сезона, колебаниями
климатических условий, урожая кормов, стихийными бедствиями. Благодаря
регулярному повторению колебание численности популяции называют также
волнами жизни или популяционными волнами.
Регулирование численности популяции -
организация мероприятий по регулированию числа особей путем их истребления или разведения.
Исчезающая популяция -
популяция, численность видов которой снизилась до принятого минимума.
Промысловая популяция -
популяция, добыча особей которой экономически оправдана и не приводит к подрыву ее ресурсов.
Перенаселенность популяции -
временное состояние популяции, при котором количество особей превышает
величину, соответствующую условиям нормального существования. Чаще
всего связано со сменой биогеоценоза.
Плотность жизни -
количество особей на единицу площади или объема тон или иной среды.
Саморегуляция численности -
ограничивающее действие экологической системы, снижающее численность особей до средней нормы.
Смена биогеоценозов -
преемственное естественное развитие экологической системы, при котором
одни биоценозы сменяются другими под влиянием природных факторов среды:
на месте лесов образуются болота, на месте болот-луга. Смена
биогеоценозов может быть вызвана также стихийными бедствиями (пожар,
паводок, ветровал, массовое размножение вредителей) или влиянием
человека (вырубка леса, осушение или орошение земель, земляные работы).
Восстановление биоценоза -
естественнее развитие устойчивой экологической системы, способной к
самовосстановлению, которое проходит в несколько этапов на протяжении
десятков лет (после вырубки или пожара еловый лес восстанавливается
более чем через 100 лет)-
Восстановление биоценоза искусственное -
комплекс мероприятий, обеспечивающих возобновление прежнего биоценоза
путем посева семян, посадки саженцев деревьев, возвращения исчезнувших
животных.
Фитоценоз
(от греч. "фитон"-растение, "ценоз"-общий) растительное сообщество,
исторически сложившееся в результате сочетания взаимодействующих
растений на однородном участке территории. Его характеризуют
определенный видовой состав, жизненные формы, ярусность (надземная и
подземная), обилие (частота встречаемости видов), размещение, аспект
(внешний вид), жизненность, сезонные изменения, развитие (смена
сообществ) .
Экология - это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их природой, о структуре и функционировании надорганизменных систем.
Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий эволюционист Эрнст Геккель. Э. Геккель считал, что экология должна изучать различные формы борьбы за существование. В первичном значении, экология - это наука об отношениях организмов к окружающей среде (от греч. «oikos» - жилище, местопребывание, убежище).
Экология, как и любая наука, характеризуется наличием собственного объекта, предмета, задач и методов (объект - это часть окружающего мира, которая изучается данной наукой; предмет науки - это наиболее главные существенные стороны ее объекта).
Объектом экологии являются биологические системы надорганизменного уровня: популяции, сообщества, экосистемы (Ю. Одум, 1986).
Предметом экологии являются взаимоотношения организмов и надорганизменных систем с окружающих их органической и неорганической средой (Э. Геккель, 1870; Р. Уиттекер, 1980; Т. Фенчил, 1987).
Все организмы на Земле существуют в определенных условиях. Та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует, называется среда обитания. Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организм, называются экологические факторы. Факторы, которые необходимы для существования определенного вида, называются факторами-ресурсами. Факторы, которые приводят к снижению численности вида (к егоэлиминации), называются элиминирующими факторами.
Различают три основные группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы
Общая характеристика действия экологических факторов
Любой организм должен быть определенным образом приспособлен к воздействию специфических экологических факторов. Разнообразные приспособления организмов называются адаптации. Благодаря разнообразию адаптаций возможно распределение выживаемости организмов в зависимости от интенсивности действия экологического фактора.
Значения экологического фактора, которые наиболее благоприятны для данного вида, называются оптимальными, или просто экологическим оптимумом. Те же значения фактора, которые неблагоприятны для данного вида, называютсяпессимальными, или просто экологическим пессимумом. Существует закон экологического оптимума, согласно которому выживаемость организмов достигает максимума при значениях данного экологического фактора, близких к его среднему значению.
В простейшем случае зависимость выживаемости от действия одного фактора описывается уравнениями нормального распределения, которым соответствуют колоколообразные кривые нормального распределения. Эти кривые иначе называются кривые толерантности, или кривые Шелфорда.
В качестве примера рассмотрим зависимость плотности (выживаемости) некоторой популяции растений от кислотности почвы.
Видно, что популяции данного вида растений достигают максимальной плотности при значениях рН, близких к 6,5 (слабокислые почвы). Значения рН приблизительно от 5,5 до 7,5 образуют для данного вида зону экологического оптимума, или зону нормальной жизнедеятельности. При уменьшении или повышении рН плотность популяции постепенно уменьшается. Значения рН меньше 5,5 и больше 7,5 образуют две зоны экологического пессимума, или зоны угнетения. Значения рН меньше 3,5 и больше 9,5 образуют зоны гибели, в которых организмы данного вида существовать не могут.
Экологическая ниша
Экологическая ниша - это совокупность всех связей вида со средой обитания, которые обеспечивают существование и воспроизведение особей данного вида в природе.
Термин экологическая ниша предложил в 1917 г. Дж. Гриннелл для характеристики пространственного распределения внутривидовых экологических группировок.
Первоначально понятие экологической ниши было близко к понятию местообитание. Но в 1927 г. Ч. Элтон определил экологическую нишу как положение вида в сообществе, подчеркнув особую важность трофических связей. Отечественный эколог Г. Ф. Гаузе расширил это определение: экологическая ниша - это место вида в экосистеме.
В 1984 г. С. Спурр и Б. Барнес выделили три компонента ниши: пространственный (где), временной (когда) и функциональный (как). В этой концепции ниши подчеркивается важность как пространственного, так временного компонента ниши, включающего ее сезонные и суточные изменения с учетом цирканных и циркадных биоритмов.
Часто используется образное определение экологической ниши: местообитание - это адрес вида, а экологическая ниша - его профессия (Ю. Одум).
В 1957-1965 гг. Дж. Хатчинсон определил экологическую нишу как часть экологического гиперпространства, в которой возможно существование и воспроизведение вида. В обычном физическом пространстве положение точки описывается с помощью ее проекции на три взаимно перпендикулярные координатные оси. При добавлении временной координатной оси образуется четырехмерное пространство-время, которое уже нельзя представить графически. Экологическое гиперпространство представляет собой n-мерное пространство, в котором координаты точек определяются проекциями на оси градаций множества экологических факторов: абиотических, биотических, антропогенных. Экологическое гиперпространство отличается от экологического спектра тем, что учитывает взаимодействие экологических факторов между собой в пространстве и времени.
Экосистема - это любое единство, включающее все организмы и весь комплекс физико-химических факторов и взаимодействующее с внешней средой. Экосистемы - это основные природные единицы на поверхности Земли.
Учение об экосистемах было создано английским ботаником Артуром Тенсли (1935).
Для экосистем характерен разного рода обмен веществ не только между организмами, но и между их живыми и неживыми компонентами. При изучении экосистем особое внимание уделяется функциональным связям между организмами, потокам энергии и круговороту веществ.
Пространственно-временные границы экосистем могут выделяться достаточно произвольно. Экосистема может быть идолговечной (например, биосфера Земли), и кратковременной (например, экосистемы временных водоемов). Экосистемы могут быть естественными и искусственными. С точки зрения термодинамики, естественные экосистемы - всегда открытые системы (обмениваются с внешней средой веществом и энергией); искусственные экосистемы могут быть изолированными (обмениваются с внешней средой только энергией).
Биогеоценозы. Параллельно с учением об экосистемах развивалось и учение о биогеоценозах, созданное Владимиром Николаевичем Сукачевым (1942).
Биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, растительности, животного мира и микроорганизмов, почвы, горной породы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий слагающих компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии.
Биогеоценозы характеризуются следующими чертами:
- биогеоценоз связан с определенным участком земной поверхности; в отличие от экосистемы пространственные границы биогеоценозов не могут быть проведены произвольно;
- биогеоценозы существуют длительное время;
- биогеоценоз - это биокосная система, представляющая собой единство живой и неживой природы;
- биогеоценоз - это элементарная биохорологическая ячейка биосферы (то есть биолого-пространственная единица биосферы);
- биогеоценоз - это арена первичных эволюционных преобразований (то есть эволюция популяций протекает в конкретных естественноисторических условиях, в конкретных биогеоценозах).
Таким образом, как и экосистема, биогеоценоз представляет собой единство биоценоза и его неживой среды обитания; при этом основой биогеоценоза является биоценоз. Понятия экосистемы и биогеоценоза внешне сходны, но, в действительности, они различны. Иначе говоря, любой биогеоценоз - это экосистема, но не любая экосистема - биогеоценоз.
Продуктивность трофических уровней
Количество энергии, проходящее через трофический уровень на единице площади за единицу времени, называется продуктивностью трофического уровня. Продуктивность измеряется в ккал/га·год или других единицах (в тоннах сухого вещества на 1 га за год; в миллиграммах углерода на 1 кв. метр или на 1 куб. метр за сутки и т. д.).
Энергия, поступившая на трофический уровень, называется валовой первичной продуктивностью (для продуцентов) илирационом (для консументов). Часть этой энергии расходуется на поддержание процессов жизнедеятельности (метаболические затраты, или затраты на дыхание), часть - на образование отходов жизнедеятельности (опад у растений, экскременты, линочные шкурки и иные отходы у животных), часть - на прирост биомассы. Часть энергии, затраченная на прирост биомассы, может быть потреблена консументами следующего трофического уровня.
Энергетический баланс трофического уровня может быть записан в виде следующих уравнений:
(1) валовая первичная продуктивность = дыхание + опад + прирост биомассы
(2) рацион = дыхание + отходы жизнедеятельности + прирост биомассы
Первое уравнение применяется по отношению к продуцентам, второе - по отношению к консументам и редуцентам.
Разность между валовой первичной продуктивностью (рационом) и затратами на дыхание называется чистой первичной продуктивностью трофического уровня. Энергия, которая может быть потреблена консументами следующего трофического уровня, называется вторичной продуктивностью рассматриваемого трофического уровня.
При переходе энергии с одного уровня на другой часть ее безвозвратно теряется: в виде теплового излучения (затраты на дыхание), в виде отходов жизнедеятельности. Поэтому количество высокоорганизованной энергии постоянно уменьшается при переходе с одного трофического уровня на последующий. В среднем на данный трофический уровень поступает. 10 % энергии, поступившей на предыдущий трофический уровень; эта закономерность называется правилом «десяти процентов», или правилом экологической пирамиды. Поэтому количество трофических уровней всегда ограничено (4-5 звеньев), например, уже на четвертый уровень поступает только 1/1000 часть энергии от поступившей на первый уровень.
Динамика экосистем
В формирующихся экосистемах на образование вторичной продукции расходуется лишь часть прироста биомассы; в экосистеме происходит накопление органического вещества. Такие экосистемы закономерно сменяются другими типами экосистем. Закономерная смена экосистем на определенной территории называется сукцессия. Пример сукцессии: озеро > зарастающее озеро >болото > торфяник > лес.
Различают следующие формы сукцессий:
- первичные - возникают на ранее незаселенных территориях (например, на незадернованных песках, скалах); биоценозы, первоначально формирующиеся в таких условиях, называются пионерными сообществами;
- вторичные - возникают в нарушенных местообитаниях (например, после пожаров, на вырубках);
- обратимые - возможен возврат к ранее существовавшей экосистеме (например, березняк > гарь > березняк > ельник);
- необратимые - возврат к ранее существовавшей экосистеме невозможен (например, уничтожение реликтовых экосистем; реликтовая экосистема - это экосистема, сохранившаяся от прошлых геологических периодов);
- антропогенные - возникающие под воздействием человеческой деятельности.
Накопление органического вещества и энергии на трофических уровнях приводит к повышению устойчивости экосистемы. В ходе сукцессии в определенных почвенно-климатических условиях формируются окончательныеклимаксные сообщества. В климаксных сообществах весь прирост биомассы трофического уровня расходуется на образование вторичной продукции. Такие экосистемы могут существовать бесконечно долго.
В деградирующих (зависимых) экосистемах энергетический баланс отрицательный - энергии, поступившей на низшие трофические уровни, недостаточно для функционирования высших трофических уровней. Такие экосистемы неустойчивы и могут существовать только при дополнительных затратах энергии (например, экосистемы населенных пунктов и антропогенных ландшафтов). Как правило, в деградирующих экосистемах число трофических уровней снижается до минимума, что еще больше увеличивает их неустойчивость.
Представления о биосфере как «области жизни» и наружной оболочке Земли восходят к Ж. Б. Ламарку. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Эдуард Зюсс (1875), который понимал биосферу как тонкую пленку жизни на земной поверхности, которая в значительной мере определяет «лик Земли». Однако целостное учение о биосфере разработал российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1926).
В настоящее время существует множество подходов к определению понятия «биосфера».
Биосфера - это геологическая оболочка Земли, сложившаяся в ходе исторического развития органического мира.
Биосфера - это активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.
Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной жизнедеятельностью живых организмов; это самая большая из известных экосистем.
Структура биосферы
Биосфера включает в свой состав как витасферу (совокупность живых организмов), так и суммарные результаты деятельности ранее существовавших организмов: атмосферу, гидросферу, литосферу.
Область, в которой регулярно встречаются живые организмы, называется эубиосфера (собственно биосфера). Общая толщина эубиосферы. 12-17 км.
По отношению к эубиосфере выделяют следующие слои биосферы:
- апобиосфера - лежит над парабиосферой - живые организмы не встречаются;
- парабиосфера - лежит над эубиосферой - организмы попадают случайно;
- эубиосфера - собственно биосфера, где организмы встречаются регулярно;
- метабиосфера - лежит под эубиосферой - организмы попадают случайно;
- абиосфера - лежит под метабиосферой - живые организмы не встречаются.
Аэробиосфера - включает нижнюю часть атмосферы. В состав аэробиосферы входят:
а) тропобиосфера - до высоты 6...7 км;
б) альтобиосфера - до нижней границы озонового экрана (20...25 км).
Озоновый экран - это слой атмосферы с повышенным содержанием озона. Озоновый экран поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое губительно действует на все живые организмы. В последние десятилетия в приполярных областях наблюдаются «озоновые дыры» - области с пониженным содержанием озона.
Гидробиосфера - включает всю гидросферу. Нижняя граница гидробиосферы. 6...7 км, в отдельных случаях - до 11 км. К гидробиосфере относятся:
а) аквабиосфера - реки, озера и другие пресные воды;
б) маринобиосфера - моря и океаны.
Террабиосфера - поверхность суши. К террабиосфере относятся:
а) фитосфера - зона обитания наземных растений;
б) педосфера - тонкий слой почвы.
Литобиосфера. Нижняя граница литобиосферы. 2...3 км (реже - до 5...6 км) на суше и. 1...2 км ниже дна океана. Живые организмы в составе литобиосферы встречаются редко, однако осадочные породы в составе биосферы возникли под влиянием жизнедеятельности организмов.
В.И. Вернадский выделил в составе биосферы 7 типов веществ: живое вещество, биогенное вещество (ископаемое горючее, известняки), косное вещество (изверженные горные породы), биокосное вещество (почва), радиоактивноевещество, рассеянные атомы и вещество космического происхождения.
Функции живого вещества в биосфере разнообразны:
- Энергетическая - аккумуляция солнечной энергии в ходе фотосинтеза; за счет солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.
- Газовая - состав современной атмосферы (в частности, содержание кислорода и углекислого газа) сложился, в значительной мере, под воздействием жизнедеятельности организмов.
- Концентрационная - в результате жизнедеятельности организмов сложились все виды ископаемого топлива, многих руд, органическое вещество почвы и т.д.
- Окислительно-восстановительная - в ходе жизнедеятельности живых организмов постоянно протекают окислительно-восстановительные реакции, обеспечивающие круговорот и постоянные превращения углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора, серы, железа и других элементов.
- Деструкционная - в результате разрушения погибших организмов и продуктов их жизнедеятельности происходит превращение живого вещества в косное, биогенное и биокосное.
- Средообразующая - организмы различным образом преобразуют физико-химические факторы среды.
- Транспортная - перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.
Взаимосвязь между компонентами биосферы
Растения являются продуцентами органического вещества, поэтому именно с них в экосистемах всегда начинаются цепивыедания, или пастбищные цепи. Микроорганизмы-редуценты осуществляют перевод элементов из органической формы внеорганическую. Хемосинтезирующие организмы изменяют степени окисления элементов, переводят их из нерастворимой формы в растворимую, и наоборот.
Таким образом, с помощью растений и микроорганизмов осуществляется круговорот углерода, кислорода и элементов минерального питания.
Общая масса живого вещества биосферы составляет 2.500.000.000.000 тонн (или 2,5 триллиона тонн). Ежегодная продукция растений Земли превышает 120 млрд. тонн (в пересчете на сухое вещество). При этом поглощается примерно 170 млрд. тонн углекислого газа, расщепляется 130 млрд. тонн воды, выделяется 120 млрд. тонн кислорода и запасается 400·1015 килокалорий солнечной энергии. В процессы синтеза и распада ежегодно вовлекается около 2 млрд. тонн азота и около 6 млрд. тонн фосфора, калия, кальция, магния, серы, железа и других элементов. За 2 тысячи лет весь кислород атмосферы проходит через растения.
Перемещение элементов по цепям (сетям) питания называется биогенная миграция атомов. Подвижные животные (птицы, рыбы, крупные млекопитающие) способствуют перемещению элементов на значительные расстояния.
Основные законы экологии популярно сформулированы американским экологом Б. Коммонером.
Первый закон: «Всё связано со всем». Небольшой сдвиг в одном месте экологи-
ческой сети может вызвать значительные и долговременные последствия совсем в другом.
Второй закон: «Всё должно куда-то деваться». В сущности, это переформулировка хорошо известного закона сохранения материи. Б. Коммонер пишет: «Одна из главных причин нынешнего кризиса окружающей среды состоит в том, что огромные количества разных веществ извлечены из земли, где они были в связанном виде, преобразованы в новые, часто весьма активные и далекие от природных соединений» («Замыкающий круг», 1974).
Третий закон: «Природа знает лучше». Устойчивые при- родные экологические системы — сложнейшие образования, и организация их произошла в результате эволюционного развития, отбора из множества вариантов. Поэтому логично предположить, что природный — лучший вариант и каждый новый вариант будет хуже. Но это не значит, что природу нельзя изменять, улучшать, приспосабливать к интересам человека, просто делать это необходимо грамотно, опираясь на строгие научные знания о природе и предусмотрев все возможные отрицательные последствия.
Четвертый закон: «Ничто не дается даром» или «За всё надо платить». Смысл этого закона в том, что мировая экосистема представляет собой единое целое и, изменяя ее в какой-то незначительной мере в одном
месте, мы должны научно предусмотреть, какие сдвиги могут произойти в других местах. То, что человек отнял у природы или испортил, он должен исправить и вернуть. Иначе начнутся такие сдвиги, которые трудно не только исправить, но даже предвидеть. Могут развиться изменения, которые будут угрожать существованию человеческой цивилизации.
К условиям окружающей среды, а также любые новые признаки, которые они выработали при этом (так, колючка кактуса - это листок, который приспособился к засушливому климату, сократив площадь своей поверхности, чтобы уменьшить испарение ).
Биома . Одна из крупнейших экосистем, образующих общую экосистему . Каждая из них характеризуется климатическим сообществом и особым климатом в данном регионе.
Возобновляемые источники энергии . Природные источники энергии, такие, как , ветер и вода.
Вырубка лесов . Массовая вырубка лесов на топливо или для получения древесины, а также для расчистки земель под новые пашни или города.
Генная инженерия . Изменение генетического кода для создания полезных человеку организмов. Гены несут информацию об основных свойствах организма.
Естественный отбор . Теория эволюции, выдвинутая Чарльзом Дарвином. Она утверждает, что в пределах каждого вида у тех организмов, которые сумели лучше других приспособиться к условиям среды обитания, шансов выжить и размножаться больше. Поэтому изменения, позволяющие им приспособиться к новым условиям, передаются следующим поколениям, что обеспечивает эволюционное развитие вида в целом.
Загрязнения . Попадание посторонних веществ в почву и в естественные круговороты, а также присутствие искусственных химикатов или чрезмерная концентрация природных минералов в почве, что наносит ей большой вред.
Защитная окраска (мимикрия) . Использование растениями или животными особой окраски, позволяющей им либо быть менее заметными на фоне окружающей среды, либо маскироваться под другие растения или животные.
Интенсивное земледелие . Применение новейших методов для максимального повышения урожайности, например, использование химических удобрений, инсектицидов и других химикатов, а также выращивание одних и тех же культур каждый год на одних и тех же полях. Эти методы сильно вредят почвам и изменяют естественные природные круговороты.
Ирригация . Орошение земель, главным образом с помощью каналов. При непродуманных методах ирригации в верхнем слое почвы может увеличиться содержание , и земля станет неплодородной.
Источники . Все виды зеленых растений, производящих пищу из первичных веществ в процессе фотосинтеза. Они - основа для всех пищевых цепей.
Исчезновение . Вымирание видов животных и растений и, как следствие этого, полное их исчезновение с лица Земли.
Кислотные дожди . Дождь и снег, содержащие ядовитые химикаты, которые попадают в из-за ее загрязнения промышленными и автомобильными газами. Такие дожди несут гибель многим животным и растениям, особенно деревьям и водорослям, а также причиняют серьезный ущерб зданиям и здоровью человека.
Климат . Совокупность погодных условий ( , ветер и влажность), характерная для данного региона.
Климатическое сообщество . Сообщество видов, остающееся практически неизменным до тех пор, пока в данном районе не произойдет серьезных климатических или экологических изменений (см. также Преемственность).
Комплексные тепло- и электростанции . Высокоэффективные электростанции, строящиеся в городах. Используют горячую воду, образующуюся при производстве электроэнергии, для отопления близлежащих домов, школ и т. д.
Маргинальные (пограничные) земли . Земли, пригодные только для пастбищного скотоводства и не пригодные для земледелия.
Наступление пустынь . Процесс, при котором девственные почвы (местные жители обычно используют их как пастбища) превращаются в бесплодные из-за их непродуманной эксплуатации и излишне интенсивных методов сельского хозяйства либо в результате изменений климата.
Некрофаги . Организмы, питающиеся умершими организмами и разлагающие их на минеральные соединения. Ниша, экологическая. Место, которое занимает данный организм в своей экосистеме. В нее входят особенности его питания и взаимодействия с другими организмами.
Озоновый слой . Слой в атмосфере, содержащий газ озон, который задерживает очень вредное ультрафиолетовое излучение Солнца. Однако некоторые промышленные газы постепенно разрушают его.
Органические вещества . Вещества, входящие или входившие в состав организма. Содержат углерод.
Парниковый эффект . Возникает, когда отраженное солнечное тепло задерживается газами из атмосферы и нагревает ее. Деятельность человека, результат которой - увеличение выброса газов в атмосферу (главным образом углекислого газа), угрожает общим повышением температуры на Земле.
Ряд живых организмов, в котором каждый предыдущий вид служит пищей для последующего. при этом передается с одного уровня (см. Трофические уровни) на другой. Все пищевые цепи в единой экосистеме объединяются в единую пищевую сеть.
Потребители . Организмы, питающиеся другими организмами.
Преемственность . Последовательность естественных изменений в данной среде обитания, при которой одно сообщество сменяет другое до тех пор, пока не образуется новое климатическое сообщество.
Севооборот . Принцип земледелия, при котором различные, специально подобранные для этого культуры выращивают каждый год на новом поле, в рамках цикла, состоящего из четырех-пяти лет. Это помогает контролировать урожайность и избегать истощения почв.
Сообщество . Совокупность растений и животных в данной среде обитания.
Среда обитания . Определенная территория, на которой обитает сообщество растений и животных.
Территория . Площадь, которую один или несколько организмов занимают и обороняют от вторжения соперников (чаще всего - организмов этого же вида).
Трофические уровни . Различные звенья в пищевой цепи, соответствующие организмам, получающим пищу и энергию от одних и тех же источников.
Фотосинтез . Процесс, благодаря которому растения используют солнечную энергию для получения пищи (углеводов) из воды и углекислого газа.
Хлорфторуглероды . Соединения на основе хлора, используемые в аэрозолях, морозильных камерах холодильников и при производстве полистирона, которые, как считают ученые, - основная причина разрушения озонового слоя.
Эволюция . Длительный процесс изменения живых организмов, продолжающийся миллионы лет.
Экологически безопасные технологии . Применение методов, не вступающих в противоречие с природными круговоротами и не нарушающих экологического равновесия в данном регионе (существуют экологически безопасные технологии в лесном, сельском хозяйстве и т. д.).
Экологически чистое земледелие . Методы ведения сельского хозяйства, учитывающие природные круговороты - например, применение только органических удобрений (навоз), естественных средств борьбы с вредителями, а также севооборот.
Экологически чистые технологии . Инвентарь, механизмы и методы, которые есть у тех, кому они нужны (например, ручной инвентарь вместо тракторов там, где нет возможности достать машинное масло и запчасти).
Экосистема . Самодостаточная система, состоящая из сообщества растений и животных в окружающей их среде обитания, которые неразрывно связаны между собой обменом веществ и энергией.
Эрозия почв . Процесс разрушения и гибели плодородного верхнего слоя почвы - главным образом из-за дождей и ветра, а также из-за интенсивного земледелия, вырубки лесов и недостаточного искусственного орошения. Земли в результате эрозии становятся бесплодными.
Абиотическая среда
(от греч. «а» и «bioticos»- живой) – совокупность неорганических условий обитания организмов.
Автотрофы
(от греч. «autos» - сам, «trophe» - питание) – организмы, способные питаться неорганическими соединениями.
Адаптация
(от греч. «adapto» - прилаживаю) – приспособление строения и функций организма к условиям существования.
Аменсализм
– форма взаимодействия, при которой одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния.
Антропогенный
– вызванный человеческой деятельностью, связанный с деятельностью человека.
Антропоцентризм
(от греч. «anthropos» - человек, «kenton» - центр) – воззрение, согласно которому человек есть центр Вселенной и конечная цель мироздания.
Ареал
(от греч. «area» - площадь) – область распространения данного таксона (вид, род, семейство) в природе.
Аутэкология
– раздел экологии, изучающий взаимодействие отдельных организмов и видов со средой обитания.
Биогеохимические циклы
– круговороты веществ; обмен веществом и энергией между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью организмов и носящий циклический характер.
Биогеоценоз
– экологическая система, которая включает сообщества разных видов в определенных геологических условиях.
Биологическая разнообразие
– количество живых организмов, видов и экосистем.
Биомасса
– суммарная масса особей вида, группы видов, отнесенная к площади или объему местообитания.
Биосфера
(от греч. «bios» - жизни, «sphire» - шар) – оболочка Земли, в которой живое взаимодействует с неживым.
Биотоп
– пространство, которое занимает биоценоз.
Биоценоз
(от греч. «bios» - жизнь, «koinos» общий) – совокупность популяций, приспособленных к совместному обитанию на данной территории.
Вид
– естественная биологическая единица, всех членов которой связывает участие в общем генофонде.
Гербициды
– химические веществ, используемые для борьбы с растениями – вредителями сельского хозяйства.
Гетеротрофы
(от греч. «heteros» - иной, «trophe» - питание) – организмы, питающиеся растениями и животными.
Глобальный
(от греч. «globus» - шар) – охватывающий всю Землю.
Гуманизм
(от греч. «humanus» человечный) – мировоззрение, основанное на принципах равенства, справедливости, человечности.
Деградация
(от фр. «degradation» - ступень) – ухудшение состояния, утрата качеств.
Демография
(от греч. «demos» - народ, «grapho» - пишу) наука о народонаселении.
Дефолианты
– химические вещества, вызывающие опадение листьев растений.
Дивергенция
– усиление различий между близкородственными видами.
Живое вещество – совокупность всех существующих в данный момент организмов.
Загрязняющие вещества
– поступающие в среду обитания вещества, которое приводят к нарушению функционирования экосистем.
Заказчик
– охраняемая территория, в которой выполнение функции охраны природы сочетается с ограниченной хозяйственной деятельностью.
Заповедник
(от «повеление») – охраняемая территория, в которой запрещена хозяйственная деятельность.
Индустриальная общество
(от лат. «industria» - деятельность) – стадия развития общества, одной из основных характеристик которой является промышленное, товарное машинное производство.
Инсектициды
– химические вещества, используемые для борьбы с вредными насекомыми.
Информация
– мера неоднородности распределения материи.
Кислотные дожди
– дожди, содержащие окислы азота и двуокись серы.
Комменсализм
– форма взаимодействия, при которой пользу получает одна из двух взаимодействующих популяций.
Конвергенция
– уменьшение различий между видами под влиянием эволюционного процесса.
Консументы
(от лат. «consumo» - потребляю) – гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают продуцентов.
Кооперация
– форма взаимодействия, при которой пользу получают обе взаимодействующие популяции.
Коэволюция
– совместная эволюция двух или нескольких видов жизни.
Красная книга
– свод описаний редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных.
Кризис
– (от греч. «krisis» - решение, повторный пункт, исход) – затруднительное положение.
Культура
– (от лат. «cultura» - возделывание) - совокупность всего специфически, что создается им как видом Homo sapiens.
Ландшафт
– основная категория территориального деления географической оболочки Земли.
Лимитирующий фактор
– фактор, ограничивающий существование организма.
Локальный
(от лат. «localis» - местный) – относящийся к небольшой территории.
Мелиорация
– улучшение естественных земель.
Местообитание
– участок, занятый частью популяции и обладающий всеми необходимыми для ее существование условиями.
Метаболизм
– обмен веществ организма с окружающей средой.
Моделирование
– метод исследования, а другой предмет (модель), находящийся с ним в определенном соотношении.
Мониторинг
(от лат. «monitor» - предостерегающий) – система наблюдений, на основе которой дается оценка состояния биосферы и ее отдельных элементов.
Мутация
(от лат. «mutatio» - изменение) – изменение в генетическом коде, передающееся по наследству.
Мутуализм
– форма взаимодействия, при которой пользу получают обе популяции, причем они полностью зависят друг от друга.
Неолит
(от греч. «neos» - новый, «litos» - камень) – новый каменный век (10-6 тыс. лет назад).
Неолитическая революция
– коренное изменение в способе ведения хозяйства, выразившееся в переходе от охотничье-собирательного хозяйства к земледельческо-скотоводческому.
Ниша экологическая
– совокупность условий, необходимых для существования данного вида.
Ноосфера
(от греч. «noos» - разум, «sphaire» - шар) – сфера разума, возникающая в результате появления человека на Земле и его взаимодействия с природным окружением.
Облигатность
– вынужденная связь, без которой популяция не может существовать.
Озоновый экран
– слой атмосферы, лежащий на высотах от 7 км на полюсах и до 50 км (с наибольшей плотностью озона на высотах 20-22 км), с повышенной концентрацией молекул О3.
Органические соединения
– вещества, включающие в свой состав углерод.
Палеолит
– (от греч. «palios» - древний, «litos» - камень) – древнекаменный век (от 2-3 млн лет назад).
Парниковый эффект
– повышение концентрации в атмосфере так называемых парниковых газов (углекислого газа и др.), поглощающих тепловое излучение земной поверхности, что приводит к потеплению климата.
Пестициды
– вещества, используемые для борьбы с вредителями сельского хозяйства.
Популяция
(от лат. «populus» - народ) – совокупность особей одного вида, которые населяют определенный участок территории в течение длительного времени.
Предельно допустимые выбросы
(ПДВ)
– максимальное количество вредных веществ, которые могут поступать в окружающую среду с территории данного предприятия.
Предельно допустимые концентрации
(ПДК)
– количество какого-либо вредного вещества, которое может находиться в окружающей среде без значительного ущерба для здоровья человека.
Предельно допустимые суммы
(ПДС)
– суммарный показатель вредного воздействия загрязняющих факторов.
Предельно допустимые уровни (ПДУ)
– уровень вредного физического воздействия (для электромагнитного и шумного загрязнения).
Природно-ассимиляционный потенциал
– способность природной среды без ущерба для себя (т.е. для механизмов своего функционирования и самовосстановления) отдавать необходимую для человека продукцию и производить полезную для него работу.
Природно-ресурсный потенциал
– часть природных ресурсов, которое может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических возможностях общества с условием сохранения среды жизни человека.
Продуктивность
– суммарное количество биомассы, образующееся за данный период времени.
Продуценты
(от лат. «producentis» - производящий) – автотрофные организмы, которые создают пищу из простых неорганических веществ.
Равновесие
– состояние, при котором отдельные параметры системы неизменны или колеблются вокруг некоторого среднего значения.
Региональный
(от лат. «regionalis» - областной) – относящийся к какой-либо определенной территории.
Редуценты
(от лат. «reducentis» - возвращающий) – гетеротрофные, главным образом бактерии и грибы, разрушающие сложные органические соединения и высвобождающие неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами.
Рекреационные ресурсы
– все явления, которые могут быть использованы для отдыха: климатические, водные, гидроминеральные, лесные, горные и т.д.
Рекультивация
– возвращения земель в культурное состояние, способное давать урожай, или в естественное состояние.
Рециклирование -
повторное использование отходов производства.
Симбиоз
– форма взаимодействия, при которой обо вида получают выгоду.
Синэкология
– раздел экологии, изучающий взаимодействие сообществ со средой их обитания.
Сообщество
– совокупность живых организмов, входящих в данную экосистему.
Сопротивление среды
– совокупность факторов, направленных на сокращение численности популяция или вид.
Среда обитания
– совокупность условий, в которых существует данная особь, популяция или вид.
Структура
(от лат. «structura» - строение) – совокупность связей между элементами системы.
Сукцессия
(от лат. «successio» - преемственность) – процесс развития экосистемы от ее зарождения до гибели, сопровождающийся сменой существующих в ней видов.
Токсичные вещества
(от греч. «toxikon» - яд) – вещества, вызывающие определенные болезни и нарушения.
Толерантность
(от лат. «tolerantia» - терпение) – способность организма переносить влияния факторов среды.
Трофический
– относящийся к питанию.
Урбанизация
– процесс роста количества городов и увеличение числа городских жителей.
Устойчивое развитие-
удовлетворение потребностей настоящего поколения не угрожая будущему поколению удовлетворять свои потребности.
Фито
– относящийся к растениям.
Флуктуация
– изменение какого-либо показателя под влиянием внешних или внутренних факторов.
Экологическая пирамида
– графическое изображение соотношения трофических уровней. Может быть типов: численности, биомассы и энергии.
Экологический фактор
– любой элемент среды, способный оказать прямое влияние на живые организмы.
Экология
(от лат. «oikos» - дом, «logos» - учение) – наука, изучающая взаимодействие живых организмов с окружающей средой.
Экосистема
– система, которую составляет сообщество и окружающей средой.
Экотоп
– место обитания сообщества.
Этика
(от греч. «etos» - обучай, нрав) – одна из философских дисциплин, изучающая поведение людей.