Лекция 1. Нарушение межвидовых и внутривидовых

Влияние на человека абиотических и биотических факторов
внешней среды.
4.1. Нарушение межвидовых и внутривидовых
взаимоотношений связаны с рядом факторов, связанных с
нерациональными мероприятиями.
Глобальное потепление, сдвиг климатических зон;
Озоновые дыры;
Частично обратимое загрязнение окружающей среды;
Неуничтожимые радиоактивные отходы;
Эрозия и сокращение площадей плодородных почв;
Демографический взрыв;
Истощение не возобновляемых минеральных ресурсов;
Энергетический кризис;
Резкий рост числа ранее неизвестных и зачастую неизлечимых
болезней;
10.Недостаток продуктов питания, перманентное состояние голода
большей части населения планеты.
Главный фундамент жизни – почвы, повсюду на Земле деградируют. В то
время как Земля накапливает один сантиметр чернозема за 300 лет, ныне
один сантиметр почвы погибает за три года. Не меньшую опасность
представляет собой загрязнение планеты. Мировой океан постоянно
загрязняется из-за расширения добычи нефти на морских промыслах.
Огромные нефтяные пятна губительны для жизни океана.
Международные споры возникают из-за загрязнения морей вследствие
аварий на морских нефтепромыслах.
Обычно, когда необходимо указать на окружающую те или иные
организмы среду, используют понятие «среда обитания». Таким образом,
среда обитания – это часть окружающей организм (или организмы)
природы, которая оказывает на него (них) определенное воздействие.
Поскольку организмы населяют самые разнообразные стихии, различают
водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (для
паразитов) среды обитания.
Как было сказано выше, среда обитания не просто «окружает» организмы,
но оказывает на них определенное воздействие. Элементы среды, которые
воздействуют на организмы, называются экологическими факторами.
Среди последних обычно выделяют четыре группы:
1. биотические;
2. абиотические;
3. почвенные;
4. антропогенные.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Биотические факторы – это разнообразные типы взаимоотношений
живых организмов между собой; при этом такие взаимоотношения могут
быть как внутривидовыми, так и межвидовыми.
Весь комплекс взаимоотношений организмов и окружающего их
неорганического мира определяется во многом действием абиотических
факторов, которые могут быть:
 климатическими;
 орографическими (факторы рельефа);
 геологическими.
Отдельное место занимают почвенные (эдафические) факторы, что
объясняется особым представлением о почве как о «биокосном теле» (по
В.И. Вернадскому).
Что касается антропогенных факторов, то это комплекс взаимоотношений
человека и окружающего его мира. При этом учитывается не только
непосредственное воздействие самого человека (как организма) на
окружающую природу, но также и опосредованное – в результате его
хозяйственной деятельности.
Как правило, в природе экологические факторы действуют совместно, т.е.
комплексно. Комплекс факторов, под действием которых происходит
нормальное развитие, размножение, а также осуществляются все основные
жизненные процессы организмов, называются условиями жизни.
Это понятие не следует путать с условиями существования. В последнем
случае подразумеваются условия, при которых осуществляются все основные
жизненные процессы, но размножения не происходит.
Группировки формируются в самых разнообразных условиях, и их
особенность как раз и будет определяться характером действующих в данном
регионе экологических факторов.
Такие группировки живых организмов называют сообществами или
биоценозами. Биоценоз – это, как правило, многокомпонентная система,
объединяющая ряд составляющих элементов – растений, грибов,
микроорганизмов и животных.
Растительный компонент биоценоза обычно именуют фитоценозом,
животный – зооценозом, микробиальный – микробоценозом, а грибной –
микоценозом. Особым типом биоценоза является агробиоценоз –
искусственно созданное человеком сообщество растений, животных,
микроорганизмов и грибов, предназначенное для получения
сельскохозяйственной продукции. Основными доминантами агробиоценоза
являются культивируемые растения, при этом чаще растительный покров
образован одним видом и одним сортом культурных растений (принцип
монокультуры). Кроме того, в состав растительного компонента
(фитоценоза) входят также виды полевых (сегетальных) сорняков – в
основном однолетних трав. Вся совокупность растений в отдельном
агробиоценозе составляет агрофитоценоз, а совокупность агрофитоценозов –
агрорастительность той или иной территории и планеты в целом. Животный
компонент агробиоценоза обеднен и представлен в основном насекомыми-
вредителями, с которыми ведут борьбу. Основными отличиями
агробиоценоза от естественных биоценозов являются:
1. Неустойчивость, слабая экологическая пластичность;
2. Отсутствие способности к самовосстановлению и саморегуляции;
3. Высокий уровень продуктивности фитомассы с единицы площади;
4. Стабильность агробиоценоза поддерживается посредством
агротехнических мероприятий (внесением удобрений, севооборотом,
орошением, обработкой земель, борьбой с сорняками и вредителями и
др.);
5. Существование агробиоценоза возможно только при непосредственном
участии человека, т.е. это не самодостаточная система;
6. Основную роль играет искусственный отбор.
Важнейшими мероприятиями по поддержанию стабильности агробиоценоза
являются агротехнические мероприятия – вся совокупность приемов
возделывания культурных растений от подготовки семян и посева (или
посадки) до сбора урожая и последующей обработки земли.
Исторически сложившуюся совокупность видов или других систематических
групп (родов, семейств и т.д.) организмов, обитающих на данной территории,
называют в случае растений и микроорганизмов – флорой, в случае
животных – фауной, а в случае грибов – микобиотой.
При проведении экологических исследований составляется список видов,
обычно разделяемый на флористические или фаунистические элементы,
выделяемые на основе сходства происхождения и расселения организмов.
Названные выше понятия не следует путать с понятиями растительность
(растительный покров) и животное население, выделяемых на основе
принадлежности организмов не к какой-либо систематической, а к
биологической группе.
Условия жизни в биоценозе называют местообитанием. Местообитание –
это не только территория, занимаемая сообществом, но еще и комплекс
присущих ей экологических факторов.
Термин биотоп не следует путать с экотопом, т.е. комплексом
экологических факторов, действующих на данной территории. Однако
иногда эти понятия считаются синонимами.
Особи одного вида организмов, обитающих на определенной территории,
называются популяцией. Популяция – это минимальная
самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, населяющая
определенное пространство, объединенная общностью генофонда и
образующая самостоятельную генетическую систему, а также формирующая
собственную экологическую нишу.
Экологическая ниша-совокупность характеристик ,показывающая положение
популяций в экосистеме. Она не может быть «занятой» или «не занятой»,
она возникает вместе с популяцией и исчезает с ней. Экологическая ниша-это
не пространственная, а функциональная категория.
Пространство (или категория), на котором популяция или вид в целом
встречается в течение всей своей жизнедеятельности, называется ареалом
или областью распространения .В принципе понятие ареал применимо не
только к отдельным видам, но также и к другим систематическим категориям
(родам, семействам и т.д. ).
Изучением характера распределения организмов в пределах ареала
занимается типография ,а пространственное положение особей называется
топографическим положением. Основное требование, предъявляемое при
выделении ареала ,-это обозначение его границ географическими. Ареал
может быть сплошным , когда в его пределах особи занимают все доступные
для них места обитания. Разорванный, или дизъюнктивный ,ареал образуется
в том случае, когда между его частями возникают различные преграды (
водные, климатические, эдафические, орографические и др. ), пространства,
не заселённые представителями данного вида.
Выделяют центры ареалов:
1. геометрический центр;
2. центр возникновения вида в пределах ареала;
3. центр обилия - часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее
количество особей.
В зависимости от величины ареала и характера распространения
различают виды:
*космополиты;
*убиквисты;
*эндемики;
*викарные;
*реликтовые.
Космополитные виды – представители этих видов встречаются на всех
материках. На самом деле таких видов очень мало, большинство же
являются полукосмополитами.
Убиквисты – виды, имеющие крайне широкий ареал распространения,
способные существовать в несходных местообитаних.
Эндемичные виды – виды, для которых характерны очень небольшие
ограниченные ареалы.
Реликтовые виды – виды, некогда имевшие более широкое
распространение, а теперь встречающиеся на ограниченной территории.
Для них характерны так называемые остаточные, всегда узкие ареалы.
Викарные виды – виды обитающие на одной географической территории,
но в разных экологических условиях то есть на топографически
различных участках.
Для животных так же различают Трофический и Репродуктивный ареалы,
между которыми существует связь в виде путей пролёта (например для
птиц) и путей миграции (например для некоторых млекопитающих и
рыб).
Помимо понятия биоценоз в экологии большое значение уделяется
таким понятиям как экосистема и биогеоценоз. Под экосистемой
понимают единую систему живых организмов и окружающих их
неорганических тел связанных между собой потоком энергии и
круговоротом веществ. Следует иметь в виду, что передача энергии
осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам. От
понятия экосистема следует отличать близкое понятие – биогеоценоз.
Биогеноценоз – это экосистема в границах фитоценоза. Необходимо
помнить, что каждый биогеоценоз – это экосистема, но не каждая
экосистема – биогеоценоз.
Единая экосистема нашей планеты называется Биосферой. Биосфера –
это экосистема высшего порядка, своеобразная оболочка земли состав
структуры и энергетика которой в основных чертах обусловлены прошлой
и настоящей деятельностью живых организмов. Это самая крупная из
известных нам биологических систем вообще.
Факторы среды, воздействующие на организмы обуславливают и
определяют флористический и фаунистический состав биоценозов их
структуру, так же сукцессионные изменения характеров биоценозов.
Различают по степени влияния на организмы Ведущие или
лимитирующие экологические факторы которые большей частью
определяют характер сообщества (в случае избытка или недостатка
действия таких факторов могут произойти значительные изменения), а так
же Второстепенные экологические факторы, влияние которых на
сообщество незначительно.
Помимо этого факторы могут быть Прямодействующими то есть
непосредственно влияющими на биоценоз и Косвеннодействующими
влияние которых не является непосредственным. Например сет,
температура, наличие или отсутствие воды – это прямодействующие
факторы, а рельеф и ветер – косвеннодействующие.
Как уже говорилось, в зависимости от природы оказываемого
воздействия различают абиотические, почвенные, биотические и
антропогенные факторы.
Факторы среды имеют количественное выражение. Зависимость
количества того или иного фактора и определённой реакции организма
(например интенсивность жизнедеятельности) можно представить в виде
графика.
Свойства живых организмов переносить количественные колебания
действия фактора среды в том или ином пределе называется
Экологической валентностью или экологической толерантностью.
Количество экологического фактора в пределах зоны экологической
валентности
определяется
в
основном
тремя
значениями,
представленными тремя кардинальными точками - минимума (шiп),
оптимума (opt) и максимума (шах). Точке оптимума соответствует то
количество экологического фактора, при котором интенсивность
жизнедеятельности организмов достигает максимально возможных
значений. Точке минимума соответствует то количество фактора, которого
еще недостаточно для того, чтобы организм мог существовать в данных
условиях. По мере увеличения значений количества фактора
интенсивность жизнедеятельности увеличивается до определенного
уровня и снова уменьшается. Точке максимума соответствует
максимальное количество фактора, при котором интенсивность
жизнедеятельности равна нулю.
Перед точкой минимума и после точки максимума располагаются «мертвые»,
так называемые летальные зоны, т. е. зоны, которым соответствует
количество фактора, несовместимое с жизнью.
Зона, непосредственно прилегающая к точке оптимума (на рис. 10.2 это зона
"1"), называется зоной оптимума или зоной комфорта. В этой зоне организм
максимально адаптирован к действию экологического фактора и количества
последнего соответствуют экологическим потребностям организма.
Зона, прилегающая к зоне оптимума, называется зоной нормы (зона "2" на
рисунке). Ей соответствует такое количество экологического фактора, при
котором все жизненно важные процессы протекают нормально, однако для
поддержания их на этом уровне необходимы дополнительные энергетические
затраты.
Зона пессимума (зона "З" на рисунке) - это зона угнетения, ей соответствует
такое количество фактора, при котором возникают те или иные отклонения
от нормы, и поэтому нормальный ход процессов жизнедеятельности
затруднен.
Значение оптимума не является абсолютной величиной для конкретного
вида, а зависит от стадии онтогенеза, периода жизни и от действия других
факторов.
Следует отметить, что в природе все экологические факторы действуют
совместно и организмы приспосабливаются к их комплексному влиянию.
Кроме того, аутэкологический и синэкологический оптимумы часто не
совпадают.