1. Литература

1. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. Учебное пособие для вузов. М. Высшая школа, 1988 г.

2. Родионов А.И. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия1989

3. Одум Ю. П. Экология в 2-х томах. М. «Мир» 1986

4. Дре Ф. Экология М. 1976

5. Быков Б. А. Экологический словарь. Алма-Ата, «Наука», 1983

6. Реймерс. Экология. Теория, законы, правила, принципы, гепотизы. М. 1994

Экология. Основные понятия

Никакое общество и техническое совершенствование не обеспечивает возможность жизнедеятельности человека вопреки законам природы. Человек остаётся биологическим видом, существование которого неразрывно связано с определёнными условиями.

Слово «Экология» происходит от греческого «ойкос», что означает «дом», непосредственное окружение человека и «логос» - учение, наука. Термин предложен в 1869 году знаменитым немецким биологом Эрнстом Геккелем.

В современном понимании экология - это наука об отношениях организмов (1) или групп организмов к окружающей их среде (2) или наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.

Предметом экологии является:

• основные законы, понятия и принципы функционирования экологических систем;

• выявление влияния антропогенных воздействий на качество окружающей среды;

• выявление глобальных экологических проблем и пути их решения;

• прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий действующих, реконструируемых и проектируемых сооружений для о. с. и человека;

- оптимизация технологических, инженерных и проектно – конструкторских решений по предотвращению возможного неблагоприятного антропогенного влияния на природные и антропогенные экосистемы на основе реализации природоохранных мероприятий, отвечающих современным экологическим требованиям.

Экология подразделяется на аутэкологию и синэкологию.

Если исследуется отдельный организм, его индивидуальные связи со средой, жизненные отправления и поведение, то он как бы изолируется от других компонентов системы, рассматривается вне этой системы ( «аут»- вне ) .Таким образом, аутэкология изучает взаимодействие со средой отдельной особи. Иногда аутэкологию рассматривают несколько шире, включая в её задачи изучение отдельных групп особей, относящихся к одному виду. Но такого исследования недостаточно. Невозможно понять биологические особенности того или иного вида, прогнозировать его поведение и численность в изменяющейся окружающей среде и тем более управлять им в интересах человека, если не рассматривать его взаимодействия со всеми остальными компонентами той или иной системы.

комплексное изучение групп организмов, составляющих определённые единства и служит предметом синэкологии .

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования. Например, выделяют экологию человека и животных, экологию растений, экологию микроорганизмов. В свою очередь все эти группы можно исследовать на уровне особи, на уровне популяции, а можно в различных средах обитания ( в воде, почве, атмосфере, космическом пространстве ).

Особый статус имеет экология человека и человеческого общества. Под экологией человека понимают комплексную дисциплину, исследующую общие законы взаимоотношения биосферы и антропосистемы (структурных уровней человечества, его групп и индивидуумов), влияние природной среды на человека и группы людей.

Требования любого живого организма к качеству среды (это степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов) достаточно консервативны, они вырабатывались в течение многих тысячелетий эволюции. Конечно, человек в отличие от всех других животных способен изменять то, что его окружает, в соответствии со своими собственными целями.

Высокое или достаточное качество среды или конкретной экологической системы означает:

а) возможность устойчивого существования и развития данной экологической системы.

б) отсутствие неблагоприятных последствий для людей или наиболее важной популяции.

В качестве критериев качества среды принимают высокую биологическую продуктивность популяции, оптимальное соотношение видов и биомасс популяций, находящихся на разных трофических уровнях.

Совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, называют экологической системой или экосистемой. Примером экосистем могут быть лес, луг, озеро. Термин предложен А.Тенсли Для экосистемы характерен разного рода обмен веществ не только между организмами, но и между органическим и неорганическим веществом.

Очень близко по смыслу к понятию «экосистема» понятие «биогеоценоз» .Термин предложен академиком В. Н. Сукачевым («биос»-жизнь, «ге»-земля, «ценоз»-сообщество).

Биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих компонентов и определённый тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы.

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» не синонимы. По определению Тенсли, экосистемы - это безразмерные устойчивые системы живых и неживых компонентов, в которых совершается внешний и внутренний круговорот веществ и энергии. Таким образом, экосистема - это и капля воды с её микробным населением, и лес, и горшок с цветком, и космический корабль, и сооружение для биологической очистки сточных вод (азротенк, биофильтр). Под определение биогеоценоза они не попадают. Экосистема может включат несколько биогеоценозов. Таким образом понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз» , то есть любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякая экосистема может считаться биогеоценозом, причём биогеоценозы - это сугубо наземные образования, имеющие свои чёткие границы.

В составе любого биогеоценоза (биоценоза) имеются сообщества животных, растений, микроорганизмов, представленных различными видами :

Вид - совокупность особей, обладающих общими морфофизиологическими признаками, занимающих свой ареал (область обитания), способных в природных условиях скрещиваться друг с другом.

Каждый вид в природе находится в полной биологической изоляции от других видов, выражаемой в нескрещиваемости. Все живые организмы одного вида существуют только в форме популяции.

Популяцию можно определить как любую группу организмов одного вида, занимающую определённое пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Популяции характеризуются рядом признаков : плотность, рождаемость, смертность, возрастная структура, биотический потенциал, распределение в пространстве (дисперсия) и кривая роста. Популяции обладают также генетическими характеристиками : репродуктивная приспособленность и непрерывность (т.е. вероятность оставления потомков на протяжении длительного периода времени).

Плотность популяции - это величина популяции, отнесённая к некоторой единице пространства. Её обычно измеряют и выражают числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объёма, например, 500 деревьев на 1 га, 5 млн. диатомей в 1 кубическом метре воды или 200 кг. рыбы на 1 га поверхности водоёма. Иногда различают среднюю плотность (т.е. численность (биомассу) на единицу всего пространства).

Часто важнее знать не конкретную величину популяции в тот или иной момент времени, а её динамику, т.е. возрастает она или уменьшается. В таких случаях полезны показатели относительного обилия (например, число птиц, отмеченное в течение часа).

Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности. Термин используется также при анализе популяций человека. Максимальная рождаемость (иногда её называют абсолютной или физиологической) - теоретический максимум скорости образования новых особей в идеальных условиях (когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы, размножение сдерживается только физиологическими). Максимальная рождаемость постоянна для данной популяции. Экологическая или реализованная рождаемость обозначает увеличение численности популяции при фактических или специфических условиях среды. Эта величина не постоянная и варьирует в зависимости от размерного и возрастного состава популяции и физических условий среды. Обычно рождаемость выражают как скорость, определяемую путём деления общего числа вновь появившихся особей на время (абсолютная или общая рождаемость), либо как число вновь появившихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (удельная рождаемость).

Смертность - отражает гибель особей в популяции. Является антитезой рождаемости. Смертность эквивалентна уровню смертности в демографии. Подобно рождаемости, выражают числом особей, погибших за данный период (число смертей в единицу времени), или в виде удельной смертности для всей популяции. Экологическая или реализованная смертность - гибель особей в данных условиях среды. Эта величина не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния популяции. Теоретическая минимальная смертность - величина постоянная для популяции ; она представляет собой гибель особей в идеальных условиях. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется физиологической продолжительностью жизни , которая часто намного превышает среднюю экологическую продолжительность жизни

Возрастной состав популяции - является важной характеристикой. Соотношение разных возрастных групп в популяции определяет её способность к размножению в данный момент и показывает, чего можно ожидать в будущем. Обычно в быстро растущих популяциях значительную долю составляют молодые особи, в популяции, находящейся в стационарном состоянии, возрастное распределение более равномерно, а в популяции, численность которой снижается, будет содержаться большая доля старых особей. Упрощённо в популяции можно выделить три экологические возрастные группы : предрепродуктивную, репродуктивную, пострепродуктивную. Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов. У современного человека три этих возраста приблизительно одинаковы, на каждый из них приходится около трети жизни.

Численность живых организмов, населяющих ту или иную экологическую систему, не бывает постоянной, а всегда колеблется. Эти колебания имеют большое значение для человека, поскольку многие животные и растения служат объектами его хозяйственной деятельности или причиной какого-либо ущерба. На практике специалистов интересуют не только и не столько количественные изменения, сколько их скорость, темп.

Теоретически скорость естественного роста популяции в нелимитированной какими-либо факторами среде характеризуется экспоненциальным законом.

Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик (преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себеподобными), представляет собой экологическую нишу. Иными словами, экологическая ниша - это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства.

С понятием экологической ниши связано понятие жизненной формы - группы видов со сходными приспособительными структурами для обитания в одинаковых условиях среды. Например, разные виды растений, живущие в пустынях и далеко отстоящие в систематическом отношении, обладают неодинаковыми, но однонаправленными приспособлениями к предотвращению потерь влаги и обитанию в безводных условиях. Внешне жизненная форма характеризуется общими чертами приспособления к среде, схожестью основных морфологических черт и поведенческих признаков.