Основні екологічні поняття та терміни

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основні екологічні поняття та терміни

біосфера біосинтез екосистема біотоп

У скороченому вигляді наведемо найголовніші екологічні поняття та терміни.

Біосфера - область існування й функціонування теперішніх живих організмів і продуктів їх життєдіяльності, живих організмів минулих епох, яка починається від нижньої частини атмосфери, охоплює всю гідросферу та верхні шари літосфери. Вона є активною оболонкою Землі, в якій сукупна діяльність живих організмів проявляється як геохімічний фактор планетарного масштабу.

Біонти - організми, які в ході еволюції пристосувалися до існування в певному середовищі ( біотопі).

Біосинтез - процес утворення необхідних організму речовин, який відбувається в його клітинах за участю біокаталізаторів - ферментів.

Біом - сукупність видів живого та оточуючого їх середовища, яка складає екосистему ландшафтно-географічної зони або сектора природного поясу.

Біотехнології - сукупність методів і засобів отримання корисних для людини продуктів та явищ за допомогою біологічних агентів ( виробництво ліків, антибіотиків, дріжджів, виведення мікроорганізмів, бактерій, які продукують білок, газ, або тепло тощо).

Біотоп - відносно одноманітний за абіотичними факторами середовища простір у межах водної, наземної і підземної частини біосфери, зайнятий одним біоценозом.

Біоценоз - взаємопов'язана сукупність мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин, що населяють більш-менш однорідну ділянку суші чи водойми й характеризуються певними відносинами між собою та адаптацією з довкіллям.

Основною елементарною одиницею в біосфері є екосистема. Екосистема - єдиний природний комплекс, утворений живими організмами й середовищем, в якому вони існують, і де всі компоненти тісно пов'язані обміном речовин, енергії та інформації.

Екосистеми - відкриті термодинамічні функціонально цілісні системи, що існують за рахунок надходження з навколишнього середовища енергії та частково речовини і які саморозвиваються та саморегулюються.

Одним з важливих екологічних понять є гомеостаз.

Гомеостаз - стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, що підтримується регулярним відновленням її основних елементів, і речовинно-енергетичного складу, а також постійним функціональним саморегулюванням компонентів. Гомеостаз є характерним і необхідним для всіх природних систем - від атома й організму до космічних утворень.

Усі популяції мають властивості, завдяки яким вони підтримують свою чисельність на оптимальному рівні в умовах середовища, що постійно змінюється. Ці властивості і є гомеостазом.

Вид (біологічний) - сукупність організмів із спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд. Це основна структурна одиниця в системі живих організмів. Вид підпорядкований роду, але має підвиди і популяції.

Популяція - сукупність особин одного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території протягом багатьох поколінь.

Природне середовище - це все живе і неживе, що оточує організми і з чим вони взаємодіють. Розрізняють повітряне, водне та грунтове середовище, останнім може бути й тіло іншого організму (для паразитуючих організмів).

Екологічні фактори - всі складові (елементи) природного середовища, які впливають на існування та розвиток організмів і на які живі істоти реагують реакціями пристосування (за межами здатності пристосування настає смерть).

Раніше виділяли три групи екологічних факторів: абіотичні (неорганічні умови - хімічні і фізичні, такі як склад повітря, води, грунтів, температура, світло, вологість, радіація, тиск тощо), біотичні ( форми взаємодії між організмами - хазяїн-паразит) та антропогенні (форми діяльності людини).

Сьогодні розрізняють дев'ять груп екологічних факторів (загальна кількість - близько шістдесяти), об'єднаних у спеціальну класифікацію: за часом - фактори часу (еволюційний, історичний, діючий), періодичності (періодичний і неперіодичний), первинні та вторинні; за походженням (космічні, абіотичні, біотичні, природно-антропогенні, техногенні, антропогенні); за середовищем виникнення ( атмосферні, водні, геоморфологічні, фізіологічні (генетичні, екосистемні); за характером (інформаційні, фізичні, хімічні, енергетичні, біогенні, комплексні, кліматичні); за об'єктом впливу ( індивідуальні, групові, видові, соціальні); за ступенем впливу ( летальні, екстремальні, обмежуючі, турбуючі, мутагенні, тератогенні); за умовами дії (залежні чи незалежні від щільності); за спектром впливу ( вибіркової чи загальної дії).

Одні й ті ж самі екологічні фактори неоднаково впливають на організми різних видів, які живуть разом. Для одних вони можуть бути сприятливими, для інших - ні. Важливим елементом с реакція організмів на силу впливу екологічного фактора, негативна дія якого може виникати у разі надлишку або недостачі дози. Тому є поняття сприятлива доза, або зона оптимуму фактора, й зона песимуму (доза фактора, за якої організми почуваються пригнічено).

Діапазони зон оптимуму і песимуму с критерієм для визначення екологічної валентності - здатності живого організму пристосовуватися до змін умов середовища. Кількісно вона виражається діапазоном середовища, в межах якого вид нормально існує. Екологічна валентність різних видів може бути дуже різною (північний олень витримує коливання температури повітря від -55 до +25ч30°C, а тропічні корали гинуть вже при зміні температури на 5-6°С). За екологічною валентністю організми поділяють на стенобіонти - з малою пристосованістю до змін середовища (орхідеї, форель, далекосхідний рябчик, глибоководні риби) та еврибіонти - з великою пристосованістю до змін довкілля (колорадський жук, миші, пацюки, вовки, таргани, очерет, пирій). У межах еврибіонтів та стенобіонтів залежно від конкретного фактора організми поділяють на евритермні та стенотермні (за реакцією на температуру), .евригалінні та стеногалінні ( за реакцією на солоність водного середовища), еврифоти та стенофоти (за реакцією на освітлення).

Слід наголосити, що в природі екологічні фактори діють комплексно. Особливо важливо пам'ятати це, оцінюючи вплив хімічних забруднювачів, коли "сумаційний" ефект (на негативну дію однієї речовини накладається негативна дія інших, а до цього додається вплив стресової ситуації, шумів, різних фізичних полів - радіаційного, теплового, гравітаційного чи електромагнітного) дуже змінює умовні значення ГДК, наведені в довідниках. Це питання на сьогодні мало вивчено, але через актуальність і велике значення знаходиться в стані активного дослідження в усіх розвинених країнах. Цей ефект називається синергічним.

Важливим є також поняття лімітуючі фактори - тобто такі, рівень (доза) яких наближається до межі витривалості організму, концентрація якого нижча або вища оптимальної. Це поняття започатковане законами мінімуму Лібіха (1840р.) і толерантності Шелфорда (1913р.). Найчастіше лімітуючими факторами є температура, світло, біогенні речовини, течії та тиск у середовищі, пожежі тощо.

Найбільше поширені організми з широким діапазоном толерантності щодо всіх екологічних факторів. Найвища толерантність характерна для бактерій і синьо-зелених водоростей, які виживають у широкому діапазоні температур, радіації, солоності, рН.

Наступним важливим поняттям є ланцюг живлення - це взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела(зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні. Па цьому шляху переносу енергії діють автотрофи - представники рослинного світу та гетеротрофи різного ступеня. Ланцюги живлення - це живі канали, що подають енергію нагору, а смерть і тління повертають цю енергію у грунт. Оскільки система незамкнена, частина енергії (80-90%) губиться в процесі розкладання, частина додається з повітря, частина накопичується в грунтах, торфі, довгоживучих лісах. Ця постійно діюча система є життєвим фондом, що постійно накопичується і перебуває в постійному обороті. Ланцюги живлення поділяють на два типи: ланцюги пасовиськ (від зеленої рослини до травоїдної тварини й далі - до хижаків, що поїдають рослиноїдних тварин) і детритні (ланцюги розкладу від детриту через мікроорганізми до детритофагів і їх споживачів - хижаків).

Біомаса - це загальна маса особин одного виду, груп видів чи спільноти в цілому, яка припадає на одиницю поверхні проживання.

Найбільшою є біомаса тропічних лісів (до 1700 т/ га), а найменшою -тропічних і субтропічних пустель (2,5 т/га). Наземні рослини за масою майже в 100 разів перевищують наземних тварин, а маса травоїдних у стільки ж разів більша за масу хижаків.

Швидкість продукування біомаси на даній площі за одиницю часу називають біопродуктивністю. Вона може бути первинною (продуктивність продуцентів) і вторинною (біомаса, яку продукують консументи й організми, що розкладаються).

Підраховано, що нині щорічної біомаси планети, яку збирає людство, вже недостатньо для харчування населення Землі, а вся біосфера спроможна прогодувати не більше 7-10 млрд чоловік. Тому найближчим часом слід припинити збіднення біосфери та підвищити її продуктивність не менш як удвічі.

Протягом останніх десятиріч дедалі частіше вживається термін "агроценоз". Агроценози - молоді біоценози, що формуються в наш час, характеризуються видовою бідністю та одноманітністю й підтримуються людиною завдяки розробленій нею системі агротехнічних і агрохімічних заходов. Це вторинні видозмінені людиною біогеоценози (поля, городи, сади, підводні плантації мідій тощо).

У агроценозах регуляторні зв'язки дуже ослаблені, що призводить до різкого збільшення чисельності шкідників і збудників різних хвороб. Але агроценози дають людству до 90% продуктів харчування. Агроценози - наслідок антропогенного обміну речовин, який є екологічно дуже недосконалим, незамкненим, бо на вході цього обміну є природні ресурси, а на виході - агрохімічні, промислові та побутові відходи, які не повертаються на виробництво, не депонуються і не розкладаються, як це звичайно відбувається в біосфері мільйони років.

Важливими є поняття біологічний малий і геологічний великий кругообіг речовин, а також кругообіг води, азоту, вуглекислого газу як найголовніших, з екологічної точки зору, компонентів атмосфери, а крім того ,кругообіги Сульфуру, Фосфору, Карбону як найважливіших життєвих елементів біосфери.

Кругообіг речовин - це їх багаторазова участь у природних процесах, що споконвічне відбуваються в геосферах. Велику роль у кругообігу речовин, а точніше - хімічних елементів, відіграють живі організми, на що вперше звернув увагу французький вчений Ж.Ламарк. В.Вернадський дослідив це питання та сформулював основні закони біогеохімічного кругообігу.

Малий, або біологічний (біотичний), кругообіг мас місце в межах малих екосистем, великий (геологічний) кругообіг - у межах планети, між океанами і континентами.

Завдяки наявності в атмосфері та гідросфері великого резервного фонду хімічних елементів - Карбону, Нітрогену, Оксигену, Сульфуру, Фосфору кругообіги можуть відносно швидко саморегулюватися.

Під час біологічного кругообігу відбуваються дуже характерні зміни енергії у процесі переходу з одного трофічного рівня на інший. У трофічний кругообіг екосистеми в середньому залучається близько 1% сонячної енергії, на наступні з нижчих переходить лише 10% засвоєної організмами енергії, а 80-90% розсіюється в екосистемі у вигляді тепла. Рослини використовують сонячну енергію з ефективністю від 0,1 до 1%. Рослиноїдні тварини споживають близько 10% енергії, акумульованої рослинами, хижаки - до 10% накопиченої травоїдними тваринами (їх біомаси), тобто всього близько 0,001% сонячної енергії, що надходить на Землю. Цей факт дозволив побудувати екологічні піраміди біомас, енергії, екосистем.

Наведемо ще кілька важливих екологічних понять.

Ієрархія екосистем - функціональна підпорядкованість (належність дрібних і простих систем до більших і складніших) екосистем різного рівня організації. Екосистеми кожного рівня мають свій кругообіг речовин.

Катаценоз - завершальна стадія вимирання біотичної спільності, деградація біотичного середовища.

Суксеція - послідовна зміна біоценозів, які спадково виникають на одній і тій же самій території в результаті впливу природних факторів чи людини.

Зміна біоценозів в екосистемах закінчується встановленням відносно стійкого стану екосистем, що замінюють одна одну під впливом змін екологічних факторів. Цей стан називається клімакс (від грець, клімакс -драбина).

Прогнозуючи зміни екологічних умов, можна передбачити й особливості клімактеріальної фази, що важливо для аграрництва, лісівництва, садівництва.

Принцип Реді - живе походить від живого, а між живою та неживою речовиною існує неперехідна межа.

Размещено на Allbest.ru