Этапы развития экологии как науки. Экология как наука: определение, предмет, объект, задачи, основные разделы. Взаимосвязь экологии с другими науками: биология, химия, физика, география, геология, экономика. Среда обитания и ее виды: водная, наземно-воздушная, почвенная, организм. Условия существования.
Экологические факторы, классификация экологических факторов: абиотические (климатические, эдафические, орографические, гидрофизические), биотические (внутривидовые, межвидовые; фитогенные, зоогенные, микробогенные, микогенные), антропогенные (точенные воздействия, линейные воздействия, воздействия на обширных территориях, глобальные воздействия).
Закон минимума, закон толерантности. Кривая толерантности: зоны гибели, пессимума, оптимума, толерантности; точки минимума, оптимума, максимума. Понятие лимитирующего фактора. Экологическая пластичность (валентность) и экологический спектр вида. Эврибионты и стенобионты.
Задание 1. Ответьте на вопросы.
1. Нагрузка на опорную поверхность ног свыше 30 г/см2 сильно затрудняет передвижение животного по рыхлому снегу. У рыси она равна 42 г/см2, а у лося – около 500 г/см2. Для рыси полуметровый слой снега – фактор, ограничивающий активность, а для лося – нет. Выявите лимитирующий фактор, воздействующий на живые организмы.
|
|
2. В тропических районах океана, где много тепла и света, жизнь очень бедна. Эти районы называют океаническими пустынями. Что ограничивает здесь размножение одноклеточных водорослей, от которых в свою очередь, зависят животные?
3. В теплице, где выращивалась рассада, и поддерживались оптимальные температура и влажность, прекратилась подача воды. Ремонт должен занять два дня. Агроном распорядился ограничить подачу тепла в теплицу. Правильно ли он сделал и почему?
4. Очень морозной зимой случается массовая гибель рыб в реках средней полосы России. Какой лимитирующий фактор может привести к таким результатам?
5. Каким образом человечеству удалось преодолеть действие лимитирующих факторов, которые ограничивали распространение других видов? Могли ли люди расширить пределы своей устойчивости?
Задание 2. Найдите ошибки в приведенном тексте.
1. Отдельные элементы среды обитания, воздействующие на организм, называют экологическими факторами.
2. Экологические факторы могут быть биотическими и абиотическими.
3. Биотические факторы – это межвидовые взаимодействия между живыми организмами.
4. Абиотические факторы – это компоненты неживой природы, они не оказывают воздействия на живые организмы.
5. Кривая толерантности ограничена точками минимума и максимума.
|
|
6. Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое воздействие.
7. Биотические факторы всегда благоприятно воздействуют на живые организмы.
8. Условия существования – это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
9. Абиотические микогенные факторы – это влияние грибов на живой организм.
10. Экологическая пластичность – это свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов.
11. Антропогенные факторы – это совокупность отрицательных воздействий человека на жизнь организмов.
12. Закон минимума, сформулированный немецким химиком Ю. Либихом (1840 г.) гласит: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.
13. Относительная степень толерантности выражается рядом терминов, в которых используются приставки «стено» – узкий и «эври» – широкий.
14. Растения и животные подразделяются на группы: светолюбивые, тенелюбивые, теневыносливые.
15. Закон толерантности, сформулированный американским ученым В. Шелфордом (1913 г.) гласит: лимитирующим фактором процветания организма или вида может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину толерантности организма к данному фактору.
Задание 3. К каким экологическим факторам относятся перечисленные ниже примеры? Найдите соответствие между экологическими факторами и их примерами.
Таблица 1.1 – Классификация экологических факторов и их примеры
Экологические факторы | Примеры |
1. абиотические 2. биотические 3. антропогенные | а) лоси и зубры питаются ветвями деревьев и кустарников; б) загрязнение атмосферы выхлопными газами; в) окунь поедает мальков; г) лягушка питается насекомыми; д) снижение урожая из-за нехватки питательных веществ в почве; е) снижение численности популяций морских организмов из-за разлива нефти; ж) в кишечнике крупного рогатого скота обитают бактерии, разлагающие клетчатку; з) листопад; и) лишайник; к) клещи питаются только кровью животных; л) сосуществование белки и лося на одной территории; м) растения-эпифиты поселяются на деревьях, которые служат им местом прикрепления; н) волк поедает зайца; о) резкое снижение численности популяции северных оленей из-за сильных морозов; п) осушение болот; р) рыбы-лоцманы поедают остатки пищи акул и дельфинов; с) борьба хищников одного леса за пищу; |
Продолжение таблицы 1.1
т) загрязнение пригородного водоёма промышленными стоками; у) обитание большого количества морских животных в коралловых рифах; искусственное орошение полей пшеницы. |
Задание 4. Постройте кривые толерантности для живых организмов.
Песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха в диапазоне около 80 0С (от – 55 до + 30 0С), некоторые тепловодные рачки выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6 0С (от 23 до 29 0С). Постройте кривые толерантности для песцов и тепловодных рачков на одном графике и определите эврибионта и стенобионта.
Задание 5. В 70-х годах ХХ века американский эколог Барри Коммонер сформулировал четыре положения, на основе которых должны строиться взаимоотношения человека с природой. Обоснуйте эти положения.
1. Все связано со всем.
2. Все надо куда-то девать.
3. За все надо платить.
4. Природа знает лучше.
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение науке «Экология».
2. Каким образом взаимосвязаны науки «Экология» и «Экономика»?
3. В чем разница между понятиями «среда обитания» и «условия существования»?
4. Назовите основные среды обитания живых организмов.
5. Дайте определение понятию экологических факторов.
|
|
6. Приведите примеры орографических экологических факторов.
7. Опишите общие закономерности действия экологических факторов.
8. Назовите основные абиотические экологические факторы наземно-воздушной, водной, почвенной среды обитания живых организмов и опишите их влияние на распространение биологических видов и видовое разнообразие.