Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды................................................................. 1 § 62. Абиотические факторы среды: свет и влажность................................................................... 4 § 63.
Группу популяций, обитающих на определенной территории и объединенных сетью взаимоотношений, называют сообществом, или биоценозом. Биоценоз составляют, например, организмы леса или пруда. Термин был предложен в 1877 г. немецким зоологом К. Мебиусом. Вместе с неживыми компонентами среды (почвой, водой и пр.) сообщества образуют биогеоценозы, чаще называемые просто экологическими системами.
Экология, таким образом, изучает природные объекты на четырех последовательных уровнях: организменном, популяционно-видовом, биоценотическом и экосистемном. На организменном уровне экологов интересуют характеристики особей, определяющие их численность и распределение в регионах, участие в круговороте веществ, возможность адаптации к различным факторам среды: температуре, влажности, солености воды, освещенности мест обитания.
Предметом исследований является состав и количество необходимой пищи, интенсивность фотосинтеза, особенности обмена веществ, а также плодовитость, скорость роста и продолжительность жизни. Этот раздел экологии называют аутоэкологией (<греч. autos сам), или «экологией особей». Популяционная экология изучает возрастной состав популяций, генотипы и фенотипы особей, степень их родства, динамику численности и пространственное расселение популяций.
Выяснено, например, что для выживания африканских слонов необходимо стадо не менее чем из 15 особей, для северных оленей нужно стадо в 300-400 голов, а жизнеспособную стаю бакланов составляют 10 тыс. птиц. Численность популяций определяется и другими факторами. Лошади и бизоны только в стаде могут обороняться от хищников, а волки только стаей могут охотиться на крупную добычу.
В то же время чрезмерная численность популяции приводит к обострению конкуренции и недостатку пищевых ресурсов. На биоценотическом уровне экологов интересует видовой состав сообществ, населяющих экосистему. Обычно это сотни и тысячи различных видов. В составе сообществ обитают в тесном взаимодействии животные и растения, грибы, бактерии и вирусы.
С течением времени по различным причинам изменяются условия внешней среды, видовой состав сообществ, их пространственное размещение. Исследованием всего комплекса этих явлений занимается экосистемная экология. Подчеркивая тесную связь процессов внутри каждой популяции со всей экосистемой, популяционную и экосистемную экологию иногда объединяют одним термином – синэкология (<греч. syn вместе).
Наряду со сложившимися разделами экологии растений и экологии животных бурно развивается новая область – экология микроорганизмов. Гидроэкология изучает водные экосистемы, лесоведение – лесные экосистемы, палеоэкология реконструирует сообщества древних организмов. Экологические знания позволяют правильно вести промысел ценных животных и рыб, развивать сельское хозяйство и промышленность, не истощая ресурсы и не разрушая природу.
Важность таких научных исследований особенно велика в наши дни, когда интенсивное техническое развитие цивилизации стало заметно нарушать сбалансированность природных процессов. Для сохранения окружающей среды свойственный современному человеку однобокий технократический подход в отношениях с природой должен быть заменен на экологическое мышление. Экологические факторы.
Учение об экологических факторах является одним из ключевых биологических разделов экологии. Влияние природной среды на сообщества, популяции, виды и отдельные особи определяется ее компонентами, которые и называют экологическими факторами. Любая группа организмов окружена природной средой, под которой экологи подразумевают все факторы живой и неживой природы.
Различают три группы факторов природной среды. Абиотические факторы обусловлены свойствами неорганического окружения. Сюда относятся компоненты климата: свет, температура, влажность, давление, подводные течения и ветра, долгота дня, смена времен года; химический состав воздуха, воды и почвы, наличие в почве питательных веществ, ее водопроницаемость и влагоемкость; радиационный фон.
Предел выносливости вида Биотические факторы включают отношения между особями внутри вида, а также с особями других видов. Насекомые собирают нектар и переносят пыльцу растений, хищники поедают жертв, бактерии вырабатывают яды, разрушающие клетки живых организмов. Опадающие листья служат пищей и местом обитания насекомым и микроорганизмам.
Гибель Угнетение Оптимальная зона Угнетение Гибель Зоны действия факторов среды на живые организмы Важным фактором является количество и качество пищи, ее влияние на плодовитость и продолжительность жизни особей. Выяснено, например, что мелким животным необходимо больше пищи на единицу массы, чем крупным, а теплокровным — больше, чем организмам с непостоянной температурой. Синица лазоревка (11 г)
ежедневно потребляет пищу в количестве 30% собственной массы, певчий дрозд (90 г) – 10%, а сарыч (900 г) – всего 4,5%. Антропогенные факторы включают непосредственное вмешательство человека (охота, рыбная ловля, вырубка лесов и пр.) и загрязнение природы вследствие неразумной хозяйственной деятельности. На обширных территориях человек уничтожает природные сообщества (
выжигает и вырубает леса, осушает болота) с целью создания искусственных сельскохозяйственных сообществ – агроценозов. Среди необходимых ему растений и животных человек производит искусственный отбор, резко отличающийся от естественного своими последствиями. Многие абиотические факторы среды оказывают влияние на скорость протекания биоэнергетических процессов в организмах, воздействие биотических факторов несколько сложнее.