1. Същност предмет и задачи на екологията. Етапи на формиране място сред другите науки, подразделения, основни методи и значение



страница1/8
Дата24.01.2018
Размер1.41 Mb.
Размер1.41 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8

1.Същност предмет и задачи на екологията. Етапи на формиране място сред другите науки, подразделения, основни методи и значение.

Терминът е въведен през 1886 от немския биолог Ернест Хекел. В труда си “Обща морфология на организмите” той я определя като биологична наука изучаваща успоредните взаимоотношения на животните в окражаващата ги органична и неорганична среда. Етимологиата на термина екология включва гръцките думи oicos – дом, жилище домакинство, икономика и logos – значение, учение, наука.

Датския ботаник Варнинг основател на растителната екология в труда си “Екологична география на растенията” определя екологията като наука за влиянието между растенията и условията на месторастене. Следва въвеждането на понятието екосистема и екотопология от английския учен Тенсли през 1935 г.. Създаването на екологията от Раменски и биогеоценологията от акад. Сокачев 1940 започва обособяваето на екологията като самостоиателна дисциплина.

В процеса на утвърждаването и са казани много мнениа за предмета и съдържанието и. Заслужават да се отбележат няколко от тях и се допълват:

Проф. Наумов “Екология на животните” – наука изучаваща тези страни на отношениа на организмите със средата и зависи от успеха на тяхното развитие преживяане и размножаване.

Йоханзен 1959 г. “Основи на екологията” – общобиологична наука за закономерностите на взаимоотношенията на организмите и средата изучаваща начина на живот на животните и растениата и продуктивност, динамика на численоста на процесите и природата на биоценозите.

Дариус 1975 г. “Основи на екологията” – наука изучаваща условията на съществуване ан живите организми и взаимовръзките между организмите и средата която обитават.

Янкович 1972 г. “Екология” – изучава отношенията на организмите и растителните съобщества към условията на външната среда и връските между самите организми в биоценозите или екологията е наука за домакинството и икономиката на живите организми.

Траян 1975 г. “Обща екология” – икономиката на природата.

Одун “Основи на екологията” – строежа и функциите на природата. Това определия отговора на концепцийте на екосистемите и биосферата, които тои разглежда като глобална екоситема с основна функционална единица наречена екосистема. Екологията е биология на окръжаващата среда, иам за предмет същноста на връзките между организмите и тяхната среда.

Радкович 1983 г. – наука, иследваща закономерностите на жизнената дейност на организмите ( в успоредните им направления и на успоредни нива на интеграция ) в естествената им среда на обитание и при отчитане измененията в средата настъпващи от антропогенната дейност.

Федоров и Гилманов – фундаментално разклонение на биологията. Фундаменталните свойства на животните при надорганизмово ниво на организация. Екологията е наука изучаваща съвкупноста от живи организми взаимодействащи по между си и формиращи със средата на обитание единство. Система чрез която се осъществява трансформация на енергия и органични вещества.

Съществуват различия в гледните точки на отделните автори, но успоредно разглеждат екологията като наука изучаваща взаимовръзката между организмите и обитаваната от тях среда. Подечертават че организмите в природата не се срещат изолирано един от друг и средата, а заедно формират сложни системи биоценози или биогеоценози (екосистеми). Взаимодействието между организмите и обкръжаващата ги среда води до възникването на биологична среда, която е техен дом, жилище, местообитание и в нея се извършва развитието, преживяването и размножаването. Трактовката на някои автори за екосистемата като икономика са свързани с термините oicos . Широкото тълкуване на екологията изисква да се уточни обекта и даже в пределите на надорганизмовите нива на организация на биологичните системи.

Коя е елементарната единицата на екологията – индивид или популация? Ако се преме че елементарната единица (обект) е популацията то пренебрегваме възможното влияние на вътрепопулационата структура и взаимоотношения на самите популаций на междупопулационните влияния в границите на природните съобщества. Подобно схващане е неприемливо – трудно е да се определи от каво в по-голяма степен зависи структурата и функцийте на популацийте в биоценозите от вътрепопулационните взаимоотношения между индивидите. Така че елементарна единица в екологията е индивидът като елемент на популацията. Така че като функционална дисциплина екологията изучава популацийте (формирани от едно и разнородни индивиди), съобществата (ценозите формирани от едно или разнородни популаций), биоценози формирани от разнородните ценози и екосистемите като функционално взаимообусловено единство на боиценози и тяхната среда или биотоп. По-високите нива на организация (ландшафти, биоми и биосфера) са само отчасти обекта на биологията и екологията, тъй като е могата да се разглеждата без участието на географските дисциплини.

Главните подходи в екологията са системния и функционален подход . Системния подход включва три основни положениа:

1. Йерархична съподчиненост на подемите, формиращи екосистемите и биосферата като цияло. Например индивидите са подсистеми в пределите на по-крупните системи каквито са популацийте, които са подсистеми на ценозите, които са подсистеми на биоценозите, които са подсистеми на екосистемите, които са подсистеми на биостромата, коята е подсистема на биосферата.

2. Биологичните макросистеми, които са обект на екологията – популаций (зоо - , фито- и микропопулаций), ценоза, биоценоза, екосистема и биосфера не са сбор от елементи (подсистеми), а единно цяло проявяващо качествено нови свойства на всяко ниво на интеграция, рефрактиращи върху функционирането на отделните подсистеми.

3. Интензивноста и характера на взаимодействието между подсистемите определят както тяхната структура така и структурата на изучаваните макробиосистеми.

Функционалниа подход е свързан с изучаване на връзките между отделните подсистеми в макробиосистемите и изменението им във времето като отражение както на качествено новите свойства на макробиосистемите така и на свойствата на самите подсистеми. Екологията разглежда функционалните аспекти на взаимодействието и регулирането на подсистемите и техните условия на обитание. Главната теорична и практическа задача на съвремената екология е да изучава и разкрива строежа на основните закони и процеси обуславящи функционирането на процесите от различен ранг като елемент от биосферата. Тъй като тяхното функциониране все повече се определя от човешката дейност то бъдеще екологията ще се развива като теоритична основа за поведението на човека от индустрията. Съвременното определяне на екологията като наука, е че тя е комплексна интердисциплинарна наука за причинно следствените връзки и взаимоотношениа на организмите обусловени и средата. Тя се развива като обединителен център на природоматематическите и обществените науки. Изучава закономерностите в динамиката на структурно функционалните параметри на структурно, организмово, популационно, ценотично, екосистемно и биосферно ниво – теоритична екология разработва мероприятия за опазването и възпроизводство на околната среда.

Етапи на формиране.

Корените на екологията се крият още в древноста въпреки че като наука възниква в средата на 18 век и става самостоятелна на границата 19-20 век. Писменни данни има от Египет, Индия, Китай, антична Европа и др.. Други философи Емпедокъл, Аристотел, Теофраст, Приний, Хипократ имали наивни но сравнително правдиви представи за цялата формираща се и развиваща се пророда. Емпедокъл е писал за връзките между развитието на растенията и условията на средата. Хипократ издигнал прогерсивни за времето идеи, че факторите на средта влияят върху здравето на хората. Аристотел класифицира животните на базата на тяхното преживяване и хранене и т.н. Теофраст дава сведения за зависимоста между формите и особеностите в растежа при растенията и почвените и климатични фактори. Плиний в естествената си история характеризира различни явлениа в природата от различни екологични позиций.

Професор Наумов: екологията има 6 основни периода.

Първи период – свързан е с предисторията на екологията.

1. Античен период характерен с неточни наивни представи за животните и развитието на организмовия свят.

2. Средновековен период – характеризира се със застои в развитието на знанието във връзка с религиозниа догматизъм.

3. Епоха на възраждането – характеризира се с подем на всички естествени науки и натрупването на биологични и екологични данни.. Инвентаризацията на живата природа е основна тенденция. В резултат на това се отедлят редица клонове на биологията, които са се формирали като самостоятелни науки. За края на периода са характерни трудовете на Линей поставил основите на растителната систематика. Жак Буфон – 13 тома “Естествена история” в която е обърнал голямо внимание на взаимодействието организъм среда. Ламарк – обръща внимание на значението на външните условия за еволюцията на организмите. Декандол – ботаническа геотрофия – описва се влиянието на биотични фактори върху растителните организми. По нататъшната диференциажия на биологичните науки е свързана с възникването на геотрофийте на растения и животни като самостоятелни дисциплини – голямо значение за развитието на екологията. Хумболт - “Идеи за географията на растенията” – разработени са понятия за изолиний, физиологически форми растения, асоциаций и други по същество екологични термини.



Втори период – свързан с възникването развитието на екологията като самостоятелна наука.

4. Период до Ч. Дарвин – характеризира се с формиране на екология с 2 раздела - ????? . Особено място в развитието на прогресивните възгледи заема проф. Ролие който се счита за предшествеик на Дарвин и е основоположник на зооекологията. Седарцов (ученик на Ролие) – “Периодични явлениа в живота на животните” – първо детайлно екологично изследване в областа на зооекологията. Бекетов – основоположник на руската физикогеографска екология. Дарвин – “Произход на видовете” – дава мощен тласък на развитието на всички биологични науки.

5. Период след Дарвин – характеризира се с обособяването на екологията на животните и растеният а като самостоятелни науки. За развитието на екологичните идеи е допринесла творческата дейност на :

Е. Хекел – изтъкнат немски учен въвел термина екология;

К. Мьобиус – немски учен хидробиолог разработил учението за биоценозите;

Верник – датчанин, въвежда екологията в ботаниката;

Домочаев – основоположник на почвознанието, разработва учението за почвените зони и ландшафтознанието. Изследванията му дават силен тласък на изследванията свързани със взаимоотношенията растения почва;

Морозов – учение за гората, основа за развитието на горската

екология, ярък пример за широк екологичен подход при изследване на природните биоми;

Тенсли – разработил учението за екоситемите;

Сокочев – въежда понятието биогеоценоза като комплекс от организмите и тяхната абиотична среда.

През този период се развива и етичното направление в екологията. Преосмислиа се учението на Веровски, че биосферата е глобална екосистема.



6. Съвременен период – от четиридесетте години до днес. Характеризира се с интензивно развитие на екологията. Свързано преди всичко с натрупаните негативни последици върху природаната среда от дейностите на човека и необходимост от преосмисляне на човешката дейност върху природата и цялата биосфера. Екологията бавно се превръща в една от водещите биологични науки което е свързано с факта, че само от екологични позиций е възможно развитието на законите в биологични макросистеми, рационалното използване на ресурсите в биосферата. Въпросите свързани с решаването на редица екологични пробелми възникващи при НТП и свързани с поведението на човека от индустриалното общество в природата. От този период особено отношение имат редица разработки : Пиолевская - “Кратък курс по екология на растенията”;Шенников; Йохансен - “Основи на екологията”; Наумов – “Екология на животните”; Федоров и Гилманов – “Екология”; Пиърс – “Екология на животните”.

Връзка на екологията с другите биологични науки. Значение.

Взаимодействието на организмите и средата се изучават от много други науки, за разлика от тях в екологията се засягат тези страни във взаимоотношенията, които способстват развитието, размножаването и преживяването на индивидите, структурата и динамиката на популацийте и съобществата. На определен етап от развитието на човешките представи за природата е настъпило идейно сближаване на екологията с други биологични и небиологични науки. Особено тесни са взаимовръзките с физиологията успешно се развива направлението функционална екология. Между екология и морфология – направлението е ембриология. Екологията е тясно свързана и със систематиката в която са включени екологични критерий за класифицирането на организмите, а на екологията и е необходима точна система за точно определяне на изучаваните организми. Обединение на еволюционисти, генетици и еколози – изменението на екологичните механизми на еволюция в природата. На основата на екологията се развива биогеографията, молеоекологията и др. Екологията е тясно свързана и с много небиологични науки – география, хидрология, геоморфология, ландшафтознание, климатология, метереология, математика и др.

Огромна е ролята на екологията при разработването на редица теоретични проблеми свързани с миграцията на веществата и протичането на енергията в биосферата, с механизмите на еволюциония процес, със структурата и организацията на живта материя, с устойчивостта и управлението на макробиомите. Достиженията на екологията успешно се прилагат в медицината, ветеринарната медицина, провеждането на мероприятия за опазване на природата и рационалното и използване на природните ресурси. Развива се екологична икономика (на биоресурсите), инженерна екология и биотехнология, решаващи проблеми за отстраняване на негативните последици върху околната среда. Соцекологията – наука за опазване на екол. среда.

Проникавнето на екологични идеи във всички раздели на биологията – под въпрос е самостоятелността и като наука. Във всички съществувващи класификации е ясно видимо мястото на екологията сред останалите дисциплини – ниво на организация на биообекта – молекулярно – МБ, БХ; на клетъчно и организмово – тъканно – хистология, анатомия, физиология ; на организмово ниво – ботаника, зоология; в природата всеки вид утвърйдава себе си не като сума, а като единна функционална единица – популация. За йивите организми – биоценози, екосистеми и биосфера. Екологията изучавабиологичните макросистеми.

Йохансен : общи (систематика, морфология, физиология), частни (МБ, ботаника, зоология, антропология) и комплексни (хидробиология, аеробиология, почвознание) науки.

Общите биологични науки – целия организмов свят в строгоопределено направление ( “По малко за всичко”). Екологията е обща – фитоекология, зооекология, микроекология, на гъби, на водорасли, на насекоми, на горите и т.н.

Частни – всестранно конкретни обектина организмовия свят ( зоология изучава морфологията, физиологията, анатомията и т.н. на животните (протозоология, хелминтология и т.н.))

Комплексни – изучават условията на живот за организмите в петте основни среди. Най-задълбочено и всестранно развитие на биологични идеи доминира екологичния подход за изучаване (хидробиология изучава систематиката, морфологията, екологията, физиологията (общи науки) на растенията, животните, МО (частни науки) обитаващи водата.



Основни раздели

  1. Екология на растенията

  2. Екология на животните

  3. Екология на МО

  4. Екология на гъби

Съвременната екология е все повече комплексна наука:

  1. Терестриалана екология (върху повърхноста на земята)

  2. Хидроекология

  3. Аероекология

  4. Екология на почвите

Класически – според степента на интеграция:

  1. Алтенология (altos – сам) Шрьодер 1856г. – за индивидите ( взаимоотношенията на индивидите със средата). В основата лежат морфофизиологични реакций към факторите на средата. Так започва всяко екологично изследване (биохимични рекций, водо и газообмрн; хистологични, цитологични, морфологични, анатомични, ембриологични, еколого- географски фактори)

  2. Популационна – демекология (demos – народ). Популацията е елементарна надорганизмова макросистема. Основни проблеми - изясняване на условията при които се формира популация. Изучава се структурата, численоста и динамиката на популацийте.

  3. Ейденоекология – ейдекология ( ейдос – образ, вид) Екология на видовете – най-слабо развита. Видът като ниво на организация на живата природа все още не е обект на екологията. Обмяната на веществата и потока на енергия е от значение за развитието на екологията.

  4. Синекология (син – заедно) – екология на съобществата – биоценология. Сложни комплекси от взаимосвързани популаций, съществуващи в строго определена физико-химична среда.. Начини на формиране и развитие, структуриране и динамика на биоценозите, взаимодействие между отделнитепопулаций и влияниетоим върху качествата на биоценозата ( обмяна на вещества и енергия). Подраздели: структурна и функционална биоценология.

  5. Биогеоценология –екосистемно учение. Екосистемата – елементарна функционална единица на биосистромата и биосферата. Основно внимание – управление, структуриране и динамика на екосистемите в резултат на взаимодействието на биоценозите и биотопа.

  6. Глобална (мега) екология – най-голяма степен на интеграция на живата материя – биосферата (глобална екосистема).

Съществуват и други деления – мезоекология (характеристиките на средата на обитание); етологична екология (етос – нрав, поведение) - поведение и рекций на организмите в средата на обитание; хроноекология (последствия във времето) - връзка между изменението и динамиката в структурата и функцията на организмите.

Методи в екологията.

Полеви методи – изследвания непосредствено в природата. Изясняват се структурата и функцийте на системите.

Аналитични методи (експериментални) – изясняват се причините и екологичните механизми обуславящи съществуването, функцията, динамиката и развитието на системите при отчитане циклите на динамиката на средата и вътрешната разнородност на макросистемите. На базата им – нови полеви и лабораторни експерименти. Комплекс от методи – БХ, физ., анатомични и др.. Способност на всички биосистеми към саморегулация – методи на теория на информацията и кибернетиката. Моделиране: в различни области живи модели или изкуствени със сходни свойства:

I тип реални (аналогови) – най-съществени черти на оригинала. Пример: аквариум – океан.

II тип знакови – условно отражение на оригинала, описание, концептуални (подробно описание) и математически (описание на структурата и функц. чрез математически символи. Процесът на прехода на физ. И биол. Представи за екосист. в математически зависимости се нарича системен анализ.

Математичен модел – напълно израз. на реалните системи. Чрез него се изучават микробни, едноклетъчни водорасли, формиране на вътре- или междувидови взаимоотношения. Разработват се модели за разработване на биоресурсите. Построявне на модели, които да отразяват добре системите, изискват познаване функцийте и механизма на регулация, позволяващ съществуването на макросистемите.

В съвременната екологията реални и знакови модели се използват паралелно.

2.Среда и екологични фактори. Калсификация. Закон за минимума на Либих и за толерантността на Шелфорд.

Среда (околна, окръжаваща) – съвкупност от материални тела и енергия, заобикаляща биол. системи. Непосредственото обкръжение на биол. системи е среда на обитание (конкретно пространство). Съществуват 5 типа среди: водна; наземна; въздушна; почва; други организми ( за паразитите).

Различните елементи на средата имат разл. значение. Екологичните фактори са всички елементи на средта които въздействат на организмите, независимо от характера му – светлина, вода, радиоактивност и т.н.. С рзвитието на науката броят на екологичните фактори непрекъснато нараствал. Оказва се, че организмите реагират на шум, магнитно поле и др.. Под условия за съществуване се разбира съвкупността от жизнено необходими екологични фактори, обуславящи възможност за растеж, развитие, преживяване и размножаване – светлина, вода, температура, храна. За разлика от тях останалите екологични фактори не са непосредствено необходими за живота им – вятър и др..

Според Наумов условията за съществуване са:



  1. Хранителни вещества обезпечаващи метаболизма

  2. Плътност и налягане на средата – обезпечава запазване на формата и създаване на възможност за движение, работа на системите осигуряващи транспорта и отделяне на вредните продукти от обмяната.

Многообразни класификаций на факторите – разделянето на елементите зависи от целта на изследване и облекчава рабирането на връзката организъм среда.

Най-разпространената класификация на екол. фактори:



  1. Абиотични – главно за наземната среда

1.1. Климатични – светлина, топлина, въздух (състав и движение), влага (почва, въздух).

    1. Почвени (адафически) – механичен и химичен състав на почвата.

    2. Топографски (орографски) – релеф.

Върху водните организми – друг комплекс – хидрофизични и хидрохимични фактори.

  1. Биотични

2.1. Фитогенни (пряко или косвено влияние на раст. обитатели)

    1. Зоогенни

    2. Микрогенни

    3. Микогенни

  1. Антропогенни – специфични въздействия и мащаби ги отделят от биотичните.

Друга класификация:

  1. Стабилни – слънчево излъчване, гравитация, състав и свойства на въздух, вода и литосфера.

  2. Изменящи се – закономерно периодически (ден – нощ, сезони и др.) и незакономерно переодически – вятър, валежи, режим на хран. Вещества, паразити.

Друга класификация:

  1. Пряко действащи – непосредствено влияещи върху обмяната на веществата, формообразуващите процеси и развитието.

  2. Косвено действащи.

Подобно разделяне не е прецизно – един фактор може да е и пряко и косвено действащ – температурата влияе пряко върху растежа и косвено върху водния режим.

Най-приемлива класификация – на Роменски:



  1. Еколого-физиологични режими на средата (Валтер) – физиологично действащи върху организмите – физ. и хим. режим на средата: светлинен и топлинен режим, режим на овлажняване, режим на хран. резерва. В условията на тези режими протича обмяната на веществата и енергията между живата и неживата природа.

  2. Ентопически условия – релеф, структура и механичен състав на почвата, валежи, вятър, екосистемно обкръжение и др. Те преразпределят основните еколого-физиологични режими.

Въздействието на екологичните фактори върху организма е акция. Въздействието на организма върху средата – рекция. Взаимодействието организъм среда – коакция.

Ако някои от екологичните фактори се приближава към min си за дадена биологична система значи той действа ограничаващо и на останалите фактори, колкото и благоприятни да са те и така определят крайния резултат от въздействиетона средата върху биологичната система. Изменението на този резултат е възможен само чрез въздействие върху ограничаващия фактор – 1940г. Закон на Либих.

Светлинния режим е ограничаващ за върху тревистите растения под букови гори, където другите 3 режима са оптимални.

Либих е изследвалвлиянието на различни фактори върху културните растения и получил добияи от тях. Добивите се лимитират от хран. елементи присъстващи в почвата в минимални количества.

За успешното прилагане на закона на Либих има два важни принципа:


  1. За стационарното равновесие и преходното състояние на биологичната система в средата. Законът е строго приложим само при равновесие между притик и загуба на енергия.

  2. За взаимодействието на факторите – засилването или ограничаването на лимитиращия фактор: при лош светл. режим раст. се нуждаят от повече багрила.

По нататъшните развития на теорията за влиянието на екологичните фактори върху биосистеми – Закон за Толерантноста на Шелфорд. Лимитиращо влияние не оказва само недостигът, но и излишъкът на даден фактор в средата. Всяка система има екологичен min и max на фактори при които мойе да съществува.

3.Обща схема на действие на биологичните фактори върху биосистемите. Екологични групи организми. Основни изводи от взаимодействието среда - организъм.

Въздействието на екологичните фактори зависи от интензитета им. Организмите реагират чрез промяна в реакцийте си. Рекцията може да бъде физиологичен процес, морфологичен показател, численост.

Зона на действието (на толерантност) се намира между min и max, при които е възможно съществуването на вида, популацията, съобществото. Съществува оптимална стойност на фактора друдно се определя, затова се говори за зона на комфорт. Крайните участъци изразяват угнетеност при недостиг или излишък на даден фактор – зони на песимум. В близост до min и max се намират сублеталните зони, а извън зоната на толерантност – летална зона. Екологичния фактор, чието ниво в количествено или качествено отношение е близо до зоната на песимума е лимитиращ фактор.

Условията на средат, при които някои от факторите имат стойности извън зоната на комфорта и оказват угнетяващо действие са екстремални – увеличаване или спадане на температурата, увлажняване или суша, тежки метали и т.н.. Различните биологични системи се различват по еколог. закономерност. Различията могат да са свързани с положението на оптимума. В студени местообитания оптимума е при ниски температури и обратно.

Няко организми предпочитат определен много тесен диапазон (тясна амплитуда) на фактора – стенобионти. А други предпочитат широк диапазон (амплитуда) на фактора – еврибионти : температура – стенотермни и евритермни; вода – стенохидридни и еврихидридни; соленост – стенохалинни и еврихалинни; храна – стенофагни и еврифагни; местообитание – стеноойкни и евриойкни.

Екологичната валентност на дадена биологична система изразява амплитудата на вариране на отделните екологични режими, в чийто граници е възможно существуването и. Екологична пластичност – специфична ширина на реагиране, обусловена от вътрешнта природа (сени), които се реализират под формата на морфологични и физиологични адаптаций. Съществуват евровалентни (широко екологично пластични) и стено валентни биологични системи. Екологични космополити са организми с изключително широка екологична валентност, разпространени по цялото земно кълбо.

Закон за толерантноста. Относителните предели на толерантност при стенбиотни и еврибиотни организми са различни. Например при стенотермните min оптимум и max на реакцията са сближени, така че малки разлики в температурата, които не биха оказали влияние на евритермните видове са критични. Стенотермните включват олиготермни – толерантни към ниска температура и политермни – висока температура. Графическо изразяване:

Формулирани са редица принципни допълнения към закона за толерантността:



  1. Биологичните системи могат да бъдат стенобионтни спрямо един и евробионтни спрямо друг екологичен фактор. Например съществуват видове при тесен температурен и широк солеви диапазон. Най-широко разпространени (космополити) са тези с широк диапазон спрямо повече екологични фактори.

  2. Факторите на средата не действат изолирано, а съвместно. Дйствието на факторите до голяма степен зависи от екологичния фон – количествената изразеност на останалите фактори. В природата видовете съществуват в условия различаващи се от лабораторно определените диапазони на фактора. Ако стойноста на екологичния фактор е извън зоната на комфорта, може да се промени диапазона на толерантност на останалите екологични фактори. Например: ниското съдържание на N в почвата е свързано с намаляване на сухоустойчивоста на житните видове; тропическите орхидеи са сенколюбиви, но при по-ниска температура се развиват и при по-силна осветеност.

Известно е че може да настъпи в природата частично взаимозаменяне на екологични фактори.Например интензивноата на фотосинтеза се достига една и съща при силна осветеност или при голяма конц. на СО2 и при по-слаба осветеност. Нито един жизнено необходим фактор не може напълно да се замени.

Ако значението на един от режимите на средат е извън диапазона на тоелрантност за дадена биологична система, то съществуването и е невъзможно за даден екотоп. Фотосинтезиращите организми не мога т да съществуваъ при абсолютна тъмнина дори при оптимални други условия.



  1. Влиянието на екологичните фактори върху биологичните системи зависи също и от обитателите, те от вътрепопулационите и междупопулациони взаимодействия – хищничество, паразитизъм, конкуренция и т.н. Например белия бор има широк диапазон на толерантност спрямо почвените фактори. В тайгата формираните съобщества са на бедни песъкливи или преовлажнени почви. В тези местообитания отсъства конкуренция от други видове (смърч).

Различават се два оптимума – физиологичен или потенциален и екологичен действителен оптимум, съответно при присъствие или отсъствие на биотично влияние.



  1. при биологично влияние намалява диапазона на ......., запазва интензивността на реакцията.

2 - намалява интензивността

3 – изменят се и двете

При биотично влияние намалява диапазона на толерантност, запазва се интезитета на реакцията. Освен в оптимума се наблюдават различия в географско разпространение - различават се потенциално физиологичен ареал - изразява потенциалните размери на ареал.

Действителен ареал - наблюдава се в природата. В повечето случаи потенциала е по-широк от екологичния. Местообитания достъпни по екологични възможности за даден вид се оказват заети от конкурентно способни видове. Това води до изместване на екологичния оптимум и стесняване на ареалите.

4. Диапазоните на толерантност на видовете могат да се изменят в онтогенезата. За размножаваши се индивиди - семената, яаицата, поницити, личинки. Тези диапазони обикновенно са по тесни от тези на възрастните неразмнойаваши се индивиди.

Значение н концентрацията за лимитирашия фактор.

Това е екологична отправна точка за изследване на макросистемите в природата. Чрез нея се обяснява разпространението, разпределението, взаимоотношението и интезитета на биологичните сиситеми в макробиосистеми и основни закономерности свързани с функционирането. При екологичните изследвания основно внимание се обръща на функциите на екологичните фактори в съответните етапи на развитие на системата. Ако за аддена биологична система е характерен широк диапазон на толерантност към определен ЕФ който е относително постоянен и умерено количествено изразен той със сигурност той не може да е лимитиращ и функц. важен за системата. При условие че разлеглажданата система има тесен диапазон на толерантност към изменчив фактор то именно той се разглежда при екологичните изследвания - може да се окаже лимитиращ. Установяването на лимитиращите фактори и отстраняване на лимитиращото им действие тоест оптимизирането на средата е важен за да са св.с изп.

Концепцията за лимитиращ фактор е отправна точка и при оценка на влиянието на човека върху околната среда. Основни етапи на оценката:

1. Установяването на функц. важните за една система еколог фактори, чрез нгледен анлиз и лабораторни експерименти.

2. Определяне на начините чрез които тези фактори влияят върху основните подсистеми в екосистемите - индивиди, популации и ценози.

3. Прогнозиране на изменениети на средата и съответните екологични следствия.

Компенсация на факторите и екотипове.

Основни стратегии на биологичните системи за тяхната преживяемост и приспособеност към средата са :

1. Развитие на способност за екологична пластичност - способност да се адаптират, изработвай ки различни приспособления или особеностите в структурата и функциите си към условията на средата.

2. Развитие на способност сами да променят условията на средата.

По този начин биол. системи отслабат лимитиращото влияние на екологичните фактори. Подобни компенсации са особено ефективни на ниво ценози но са възмойни и на видово ниво. например видове с широко географско разпространение почти винаги формират адаптации към местните условия популации - екотипове. Оптимумите и диапазоните на толерантност на екотиповете съответстват на конкретните условия компенсирането мойе да се съпроводи с появата на генетични раси. генетични раси могат да бъдат със или без морфологично проявени признаци или с поява на климатично приспособени индивиди без генетични изменения. Адаптацията (компенсация се постига от видовете чрез изменения на молекулно ниво - ензим субстрат, на клетката и органно ниво при поява на група животни които сезонно мигрират избягват неподходящите условия. Компенсирането на факторите на ниво ценоза се осъществява чрез смяна на видовия състав в зависимост от съществуващия широк или сезонен градиент на условията или чрез изменение на кръговрата на веществата. Непрекъснатост в бедните на хранителни елементи местообитания. Недостигът им мойе да се компенсира чрез активен кръговрат мейду хетеро и автотрофния блок. Например концентрацията на азотни съед. в открития океан е много ниска но наблюдаващата се активна фотосинтеза на фитопланктона. Недостигът на азот се компенсира чрез бързо поглъщане на бактерии.които разлагат мъртвата органика.

Регулиращо влияние на динамиката в условията на съществуване.

Околна среда - постояна динамика. основни причини за тези промени са космични фактори от които се определят денонощни лунни сезони и др (флуктоации) цикли, които са преодични или непереодично главно необратими промени.Цикличните и непереодични влияния заедно с необратимите изменения оформят сложната картина на динамика на почти всички компоненти на средата. Дори при строгат переодичност на денонощните промени и сезонните цикли не се повтарят напълно на периоди или на преодични колебания с голяма продължителност е свойствена още положителна регулярност - измененията на климата са големи периоди от време. Установен е редувания на топли и студени сухи и влажни периоди с продължителност 3-4, 6-7, 11,35,80-100 години.

По известна е 11 годишната переодичност свързана със слънчевата активност - намаляване на слънчевите петна. Това е съпроводено с повишаване ан радиацията, на озона в атмосферата задържане на топли излъчвания на земята и повишаване на температурата на повърхноста и. Същевременно се засилв и атмосферната циркулация - затопляне на големите и малките географски ширини. Възникването и развитието на живота е ставало на фона ан такава променяща се среда. Отрайение са ритмиката на биологичнитеявления - редуване на покой и активни периодичност в растежа и размножаването, колебания в размножаването структарата и численоста на популациите, ценозите. Най дълбоките промени са свързани с вековните промени на климата - разширяване на ареалите на едни и стесняване на ареалите на други видове. За да преживеят видовете се приспособяват не само към стойностите на екологичните фактори но и към переодичноста им. Принудени са да програмира жизнените си цикли така че да използват маx благоприятните периоди. Чрез влияние на индивидите в популационите съобщества и естествен отбор. Целите съобщества реагират на ритмиката в условията на средата. за разлика от много други сезонно изменящи се фактори дължината на деня навсякъде е една и съща. Амплификацията на сезонните изменения нараства със географската ширина. Това позволява на биологичните системи да отчитат не само времето през годината но и географската ширина. Фотопериодът е пусков механизъм за протичане на изменчиво модифицирани биологични процеси водещи до листопад, съзряване на леторастите и лигнифициране на дървесината, растеж или цъфтеж, смяна ан козината и оперението, натрупване на мазнини, скорбяла, миграции, размножаване, настъпване на диапауза при насекомите. Фотопериодът е универсален регулиращ механизъм свързан с механизма - биологичен часовник. Основна проява на биологичния часовник е циркулация, ритъм. Той доказва способноста на биологичните системи да разпределят във времето и переодически да повтарят функциите си дори при отсъствие на светлина при външен сигнал. Чрез биологичните часовници се постига съгласуване на физиологичната ритмика с ритмиката с факторите на средата. Чрез този механизъм биол. системи могат да предвиждат денонощните, приливно отливно и други изменения. В повечето случаи биологичните системи възприемат фото периодизма чрез рецептори или чрез листните пигменти. Те активират един или няколко важни механизми, включват хормони или ензими, в предизвикване на съответните физиологични и поведенчески реакции. Например съобразно влиянието на фотопериодизма върху растежа виреят 2 групи растения : 1. Растения на краткия ден - за настъпване на цъфтеж е необходим фотопериод по малък от 12 часа на ден; 2. Растения на дългия ден - повече от 12 часа.

Фотопериодизма може да контролира раждаемоста и размножаването в популациите. Дългите дни в началото на лятото предизвикват отделянето на неврохормон - диапаузни яайца, които се излюпват през пролетта на следващата година въпреки, че температурата и хран. условия са благоприятни. Съществуват и случаи, при които регулатор на растежа и развитието може да бъде и непероидични изменящи се фактори. Например валежите за пустинната флора, семената на повечето растения съд. инхибитор на прорастването, които може да бъде измит дори от минимални валежи, но с определена сила. Такива семена запазват жизненоста си в продължение на много години до подходящ дъжд. Ако се посеят в парници във влажна почва не покълват. Това е причина за превръщането на пустинята в цъфтяща градина след дъжд.



4. Съвместно въздействие на екологичните фактори върху организмите. Екологична ниша. Екологична конвергенция и дивергенция. Жизнени форми. Понятие за биоиндикация.

Значение на еколого-физиологичните режими за структурата и функционирането на биологичните макросистеми - популации, ценози, съобщества, е различно. Често лимитираща роля за наземните екосистеми има топлинния и овлажняващия режим, а за водни - топлинен, солеви режим и аерация.

Съотношението на топлинния режим и разнообразието на овлажняване определят климата на сушата - тясно взаимосвързани. Топлинния режим има по-изразен лимит. Влияе когато режима на овлажняване е близък до критичната си стойност и обратно. Взаимовръзката между двата режима - хигротермален режим, се изразява чрез 2 вида диаграми – климатограми:/липсват/



Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5   6   7   8


©zdrasti.info 2017
отнасят до администрацията

    Начална страница