ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 6

ЭКОЛОГИЯ КАК КОЛИЧЕСТВЕННАЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ, РЕГУЛИРУЮЩАЯ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ПРИРОДОЙ И ЧЕЛОВЕКОМ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АУТЭКОЛОГИИ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. ПОПУЛЯЦИЯ КАК ФОРМА СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИДА

Цель: Изучить методы и структуры современной экологии. Изучить основные законы аутэкологии и экологические факторы. Изучить что такое «популяция» и каковы ее количественные показания. Просмотр видеофильма «Жизнь в микромире»

Теоретическое введение Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмом и средой. Главный объект изучения в экологии – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами со средой обитания. В настоящее время экология превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации», т.е. к обязательному учету законов и требований экологии, во всех науках и во всей человеческой деятельности.

Аутэкология (экология особи)- изучает действие природных факторов на организмы и адаптации к ним. Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные. Всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам, переносимого данным организмом. Эти два предела называют пределами толерантности. Например, некий организм способен существовать при температуре от -5⁰С до +25⁰С, т.е. диапазон его толерантности лежит в пределах этих температур. Общий закон биологической стойкости (по М. Ламотту), применимый к любому из важных лимитирующих факторов: величин и «оптимального интервала» характеризует величину его толерантности к этому фактору, или «экологическую валентность». Все живые существа способны жить при температуре 0⁰С и 50⁰С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток. Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря.

Под популяцией понимается любая совокупность особей одного вида, проживающая длительное время на определенной территории, свободно скрещивающаяся друг с другом и дающая плодовитое потомство. Единственным носителем признаков популяции является группа особей, но не отдельные особи в этой группе.

Популяции присущи как пространственные (статические), так и временные (динамические) характеристики. Статистические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени (численность, плотность). Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени (рождаемость, смертность и скорость роста популяции).

Задания

1. Заполните таблицу структуры современной экологии (таблица 1), внеся названия разделов в соответствующие графы, исходя из их содержания

Таблица 1 Структура современной экологии

Экология
Общая (биологическая экология)	Прикладная экология	Социальная экология
Экология конкретных экосистем	Комплексные разделы, использующие сходные методы

 

2. Охарактеризуйте круг вопросов, изучаемых различными разделами общей экологии. Укажите напротив номера высказывания правильный ответ буквами: А- аутэкология, Д- демэкология, С- синэкология.

а) Влияние факторов среды на организмы изучает раздел…

б) Потоки вещества и энергии в целях питания изучает раздел…

в) Реакция организмов на изменение численности климатических факторов изучает раздел…

г) Циклические изменения численности популяций изучает раздел…

д) Условия создания искусственных экосистем изучает раздел…

е) Структуру и свойства популяции изучает раздел…

ж) Условия поддержания оптимальной численности популяции промысловых видов изучает раздел…

з) Динамику экосистем изучает раздел…

4. Изучить значение воды в жизни организмов.

5. Изучить каковы характерные черты водной среды обитания.

6. Изучить что такое адаптации организма и чем они обусловлены.

7. Изучить каковы характерные черты воздушной среды обитания.

8. Изучить какое значение имеют пожары.

9. Изучить каково значение биогенных веществ как экологических факторов.

10. Изучить что такое «популяция» и каковы ее количественные показатели.

11. Изучить понятие статистические показатели.

12. Изучить понятие динамические показатели.

13. Изучить что такое «продолжительность жизни» и что отражают кривые выживания.

14. Изучите методы экологии. Разнообразие научных и прикладных задач, решаемых экологией, требует применения разнообразных методов.

а) Методы анализа, регистрации и оценки состояния среды (метеорологические наблюдения, химический анализ воздуха, воды, почвы, радиационный фон, бактериальная загрязненность и т.д.). все они используются в системе мониторинга соответствующих сред обитания и биоиндикации (использование чувствительных органов для оценки состояния среды).

б) Лабораторные эксперименты когда организмы помещают в стабильные условия и изучают изменения их жизнедеятельности при изменении какого-то одного элемента среды (температуры, освещенности, кислотности и т.д.

в) Методы наблюдения и экспериментального изучения взаимоотношений между организмами в сообществе.

г) Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных используются для изучения популяции, природных сообществ и искусственных «микроскопов».

д) Методы математического моделирования процессов, происходящих в популяциях и экосистемах, включая метод глобального моделирования (рост численности населения, изменения климата в результате загрязнения и т.д.).

е) Методы эколого-экономического анализа состояния территории, инженерно-экологических изысканий оценки воздействия производственной деятельности на окружающую среду и здоровье людей.

Материал и оборудование: учебные пособия, таблицы, слайды.

Контрольные вопросы

1. Что изучает наука экология и каковы ее основные задачи?
2. Какова структура современной экологии как науки?
3. Каков исторический путь развития науки экологии?
4. Почему необходимы экологическое образование и экологическая культура?
5. Почему центральные районы океана малопродуктивны и их часто называют океанической пустыней?
6. Применим ли закон оптимума к действию сильных ядов?
7. Мелкие мучные клещи, размножаясь в зернохранилищах, могут привести зерно в полную негодность. При оптимальной температуре от +20⁰С до +22⁰С развитие яиц клеща длится 3-4 дня, при +10⁰С оно растягивается до полутора месяцев. Температуру выше +45⁰С - +50⁰С клещи не переносят. Они погибают также при влажности зерна ниже 10-12% из-за сухости и выше 70% из-за развития плесневых грибков. Предложите, как избавиться от клещей и сохранить зерно, не прибегая к ядохимикатам.
8. У городского воробья в умеренных широтах нижняя критическая температура в январе равна -25⁰С, а в августе – всего 0⁰С. Чем это можно объяснить?
9. Объясните, как можно охарактеризовать величину популяции. Охарактеризуйте прямые и косвенные методы учета численности растительных и животных организмов разными методами.
10. Определите важнейшие динамические характеристики популяции: рождаемость и смертность (абсолютная, удельная, физиологическая, экологическая), выживаемость, биотический потенциал.
11. Какой может быть структура популяции (возрастная, половая, пространственная, этологическая). Охарактеризуйте кривые выживания, характерные для разных групп организмов.
12. Как устанавливают нормы добычи ценных видов животных, чтобы не подорвать их ресурсы?
13. Когда в природе наблюдается экспотенциальный рост численности и долго ли он может продолжаться? Что включает в себя понятие сопротивление среды?