Меньше всего ослабляется видимый свет, при прохождении через облака и воду

История экологии

I. Первые ботанико-географические сообщения экологического характера связаны с такими центрами древней культуры, как Китай, Египет, Индия, Греция. Уже в работах древнегреческих философов Гераклита (530 - 470 гг. до н.э.), Гиппократа (460 - 356 гг. до н.э.), Аристотеля (384 - 322 гг. до н.э.), Теофраста Эрезийского (372 - 287 гг. до н.э.), Плиния Старшего (23 - 79 гг.) и других содержатся сведения экологического характера. Например, Аристотель описал 500 известных ему видов животных, особенности их поведения и приспособления к условиям окружающей среды. Ученик Аристотеля Теофраст Эрезийский - "отец ботаники", как его часто называют, описывал особенности роста растений в разных условиях среды, зависимость их форм и особенностей их роста от грунта и климата.

В эпоху Возрождения продолжалось накопление данных о растительном и животном мире. Первые систематики Д. Цезалпин (1519 - 1603), Д.Рей (1627 - 1705), Ж.Турнефор (1556 - 1708) в своих трудах приводят сведения экологического характера, в частности, зависимость распространения растений от условий их произрастания.

II. Второй период развития экологической науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Начальный вклад в развитие этого направления исследований внесли систематик растений и животных видный шведский ученый Карл Линней (1707 - 1778), российские ученые М.Лепехин, К.Ф.Рулье, М.А.Северцов, А.М.Бекетов, немецкий биогеограф О.Гумбольдт, швейцарские ботаники отец и сын Декандоли, английский ученый-эволюционист Чарлз Дарвин.

III. Третий этап системных исследований охватывает конец XIX - первую половину XX вв. и связан с именами российских ученых В.В.Докучаева, В.И.Вернадского, Г.Ф.Морозова, В.М.Сукачева.

Заметное место в развитии системных экологических исследований занимают труды немецких ученых Э.Геккеля, Р.Гессе, В.Кюнельта, американских исследователей В.Шелфорда, Р.Чепмена, Г.Кларка, английских - Ч.Элтона, А.Тенсли, швейцарца К.Шретера, испанца Е.Макфельдьена и других.

Сам термин был введен немецким зоологом-эволюционистом Эрнстом Геккелем (1866) в книге "Всеобщая морфология организмов".

Во втором томе этого обширного труда Э. Геккель дал свое определение экологии как науки: "Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все "условия существования". Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие... имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к себе.

Карл Францевич Рулье на протяжении 1841 -1858 гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, не найдя, однако, выразительного термина для обозначения этой науки.

Он первый четко определил принцип взаимоотношений организма и среды: "Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это закон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое живое существо получает возможность к жизни частью из себя, а частью из внешности".

Разделы экологии:

Уровни организации: 1)аутэкология-воздействие факторов среды на организм и его реакция на них. 2) демэкология –изучает процессы в популяциях,динамику численности в популяциях.3) синэкология-биоцинология - взаимодействие популяций разных видов между собой входящих в одно сообщество.4)экосистемоэкология-изцчает функционирование экосистем, структуру биогеоценозов. 5) экология биосферы, глобальная экология

Направления экологии- теоретическая (биоэкология->аутэкология->демэкология)практическая экология(1.охрана и рациональное использование ресурсов.экология гидросфер,ландшавтная экология,экономика природопользования.2.физическая экология. механизмы с помощью которых биологические системы приспосабливаются3. Эвоюционная экология 4. Социоэкология-экологичемкий маркетинг,экологическое право. 5 техноэкология-использование различных источников энергии

Высшим по рангу обобщающим понятием является универсальная (общая) экология - наука о тактике и стратегии сохранения и стабильного развития жизни на Земле.

Она обобщает всю экологическую информацию, поступающую из других разделов, и на основе анализа этих данных и моделирования развития экологической ситуации на планете способствует принятию научно и логически обоснованных решений, касающихся реализации стратегических планов развития цивилизации.

Объектами экологии или ее подразделений в зависимости от уровня исследований являются экосистемы или их элементы.

Предмет исследований:

· изучение особенностей и развития взаимосвязей между организмами, их группировками разных рангов, экосистемами и неживой компонентой экосистем;

· исследование влияния природных и антропогенных факторов на функционирование экосистем и биосферы в целом.

Основные задачи экологии:

· изучение с позиций системного подхода общего состояния современной биосферы планеты, причин его формирования и особенностей развития под влиянием природных и антропогенных факторов (т.е. изучение закономерностей формирования, существования и функционирования биологических систем всех уровней во взаимосвязи с атмосферой, литосферой, гидросферой и атмосферой);

· прогноз динамики состояния биосферы во времени и пространстве;

· разработка путей гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы, сохранение способности биосферы к самовосстановлению и саморегуляции с учетом основных экологических законов и общих законов оптимизации взаимосвязей общества и природы.

3. Понятие, свойства и классификация экологических факторов. Основные экологические факторы (солнечное излучение, температура, влажность, осадки) и их влияние на организм.

Экологические факторы

— все составные (элементы) естественной среды, которые влияют на существование и развитие организмов и на какие живые существа реагируют реакциями приспособления (за пределами способности приспособления настает смерть). Раньше выделяли три группы экологических факторов - абіотические (неорганические условия: химические и физические, такие, как состав воздуха, воды, грунта, температура, свет, влажность, радиация, давление и т.п.), биотические (формы взаимодействия между организм-хозяин-паразит) и антропогенные (формы деятельности человека).

Сегодня различают десять групп экологических факторов (общее количество — около шестидесяти), объединенных в специальную классификацию:

временем — факторы времени (эволюционные, исторические, действующие),

периодичности (периодический и непериодический), первичные и вторичные;

происхождением (космические, абиотические, биотические, природно-антропогенные, техногенные, антропогенные);

средой возникновения (атмосферные, водные, геоморфологические, физиологические (генетические, екосистемные));

характером (информационные, физические, химические, энергетические, биогенные, комплексные, климатические);

объектом влияния (индивидуальные, групповые, видовые, социальные);

степенью влияния (летальные, экстремальные, ограничивающие, возмущающие, мутагенные, тератогенные);

по условиям действия (зависимые или независимые от плотности);

спектром влияния (выборочного или общего действия).

Одни и те же экологические факторы неодинаково влияют на организмы разных видов, которые живут вместе. Для одних они могут быть благоприятными, для других — нет.

Важным элементом есть реакция организмов на силу влияния экологического фактора, отрицательное действие которого может возникать в случае излишка или недостатка дозы.

Поэтому есть понятие благоприятная доза. или зона оптимума фактора, и зона пессимума (доза фактора, за которой организмы чувствуют себя угнетенно).

Диапазоны зон оптимума и пессимума есть критерием для определения экологической валентности — способности живого организма приспосабливаться к изменениям условий среды.

Количественно она выражается диапазоном среды, в границах которого вид нормально существует.

Экологическая валентность разных видов может быть очень разной (северный олень выдерживает колебание температуры воздуха от -55 к +25-30°С, а тропические кораллы гибнут уже при изменении температуры на 5-6 °С).

По экологической валентности организмы разделяют на стенобионты - с маленькой приспособленностью к изменениям среды (орхидеи, форель, дальневосточный рябчик, глубоководные рыбы) и еврибионты — с большой приспособленностью к изменениям окружающей среды (колорадский жук, мыши, крысы, волки, тараканы, камыш, пырей).

В границах еврибионтов и стенобионтов в зависимости от конкретного фактора организмы разделяют на эвритермные и стенотермные (за реакцией на температуру), евригалинные и стеногалинные (за реакцией на соленость водной среды), еврифоты и стенофоты (за реакцией на освещение).

Важным есть также понятие лимитирующие факторы, то есть такие, уровень (доза) которых приближается к границе выносливости организма, концентрация которого ниже или высшая оптимальной. Это понятие затронуто законами минимума Либиха (1840 г) и толерантности Шелфорда (1913 г.). Наиболее часто лимитирующими факторами есть температура, свет, биогенные вещества, течения и давление в среде, пожары и т.п..

Более всего распространенные организмы с широким диапазоном толерантности относительно всех экологических факторов. Высочайшая толерантность характерная для бактерий и сине-зеленых водорослей, которые выживают в широком диапазоне температур, радиации, солености, Рн.

Солнечная радиация

свет - это фактор не только '' жизненно важный, но и лимитирующий, причем и на максимальном, и на минимальном уровнях.

· < 150 нм - зона ионизирующей радиации,

· 150 - 400 (390) нм- ультрафиолетовая (УФ) радиация,

· 400 (390) - 800 (760) нм – видимый свет (границы диапазона различаются для разных организмов),

· 800 (760) - 1000 нм - инфракрасная (ИК) радиация,

· > 1000 нм – зона т.н. дальней ИК-радиации - мощного фактора теплового режима среды.

Для эколога важной характеристикой солнечного излучения является его интенсивность.

Интенсивность потока солнечной радиации по верхней границе атмосферы, называемая солнечной постоянной

лучистая энергия, достигающая земной поверхности в ясный день, состоит примерно на:

10% из ультрафиолетового излучения

45%— из видимого света

45% — из инфракрасного излучения.

Меньше всего ослабляется видимый свет, при прохождении через облака и воду.

Радиационный баланс на верхней границе экосистемы составляют поглощенная солнечная радиация (1-а)Q и инфракрасное излучение атмосферы (B_e).

Уравнение радиационного баланса можно представить в виде:

R= (1 – a)Q – B_e

Где,

R - интенсивность остаточной радиации (радиационный баланс на верхней границе экосистемы);

(1 - a) Q - поглощенная солнечная радиация; (кал/см²/един. врем.)

Q - интенсивность суммарной радиации; (кал/см²/един. врем.)

a - коэффициент отражения(альбедо); а=Q_отр/Q

В_е - инфракрасное излучение атмосферы.

Энергия радиации, поступающая в экосистему с интенсивностью R, претерпев ряд промежуточных превращений, расходуется в экосистеме на нагревание, турбулентную теплопередачу в атмосферу, фотосинтез, транспирацию. Процесс можно выразить уравнением:

R = Н + G + LE + F

Где

R - интенсивность остаточной радиации (радиационный баланс на верхней границе экосистемы);

Н - энергия, идущая на нагревание экосистемы;

G - энергия, идущая на турбулентную теплопередачу в атмосферу (из почвы);

LE - энергия, идущая на транспирацию (L - скрытая теплота парообразования, Е- интенсивность транспирации);

F - энергия, идущая на фотосинтез.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: