Войти
Закрыть

Методи екологічних досліджень

11 Клас

В основу екології покладено тісний зв'язок із природничими науками — біологією, географією, геологією, ґрунтознавством. Наприклад, взаємодію організмів із хімічними компонентами середовища вивчають фізіологія та біохімія. Ефект впливу середовища на організми оцінюється за конкретними біологічними ознаками, визначити які можна за допомогою анатомії, ембріології, гістології, цитології. В екологічному моніторингу можуть використовуватися об'єкти зоології, ботаніки, мікробіології. Разом із тим, в екології широко застосовуються методи математики, фізики й хімії — для моделювання екологічних процесів, дослідження динаміки популяцій, вивчення колообігу речовин, моніторингу стану навколишнього середовища. Знання, здобуті шляхом екологічних досліджень, застосовують в охороні природи (відновлення чисельності видів, регуляція промислу, очищення промислових відходів), медицині (розробка нормативів граничного вмісту шкідливих речовин), економіці (раціональне природокористування, ресурсозбереження, зміна технологій, відмова від особливо небезпечних виробництв). Методологія екологічних досліджень В екології використовуються стандартні методи наукового дослідження: спостереження, експеримент і моделювання. Власні методи екології можна поділити на дві групи: польові й лабораторні. Польові методи дозволяють вивчати живі організми в природному середовищі. Так можна з'ясувати тип взаємодії видів із середовищем, зрозуміти взаємозв'язки між організмами, вивчити дію зовнішніх факторів. Як лабораторними зазвичай користуються методами хімії, фізіології, анатомії, біохімії. Особливо популярні хімічні методи. Їх застосування дає змогу визначити якісний стан навколишнього середовища — води, ґрунту, повітря. Польові спостереження У польових спостереженнях екологи передусім з'ясовують наявність об'єкта спостереження (мал. 79.1). Наприклад, присутність тих чи інших видів, їхніх екологічних підгруп, чинників середовища. Складають карти поширення й інвентаризаційні списки досліджуваних об'єктів. Проте основою екологічних досліджень є кількісна оцінка об'єктів і процесів. Відбувається облік чисельності організмів на досліджуваній території, оцінюються плідність, захворюваність, забруднення середовища та інші показники. За зміною цих показників можна зробити висновок про стабільність об'єкта або ж виявити швидкість і напрямок змін....
0 Переглянути

Екологічні фактори

11 Клас

Екологічні фактори — це умови середовища проживання, які впливають на живі організми. Екологічними факторами можуть бути, наприклад, освітленість, температура, доступність кисню, наявність сполук певних елементів і води. За природою екологічні фактори поділяють на абіотичні, біотичні й антропогенні. Абіотичні фактори — це чинники неживої природи, які прямо або опосередковано впливають на живі організми. Біотичні фактори — це вплив на організм інших живих організмів. Антропогенні фактори — діяльність людини, що прямо впливає на живі організми або змінює їхнє середовище проживання. Екологічні фактори поділяють також на ресурси й умови. Ресурси — це елементи середовища проживання, які організм споживає (їжа, вода, кисень, вуглекислий газ). Їх кількість у результаті взаємодії з організмом може зменшуватися. Умови — це елементи середовища проживання, які організм не споживає (температура, освітленість, атмосферний тиск)....
0 Переглянути

Основні закони факторіальної екології

11 Клас

Кожний живий організм зазнає дії великої кількості екологічних факторів. Відповідні реакції на ці фактори в різних біологічних видів відрізняються, але мають загальні закономірності, які називаються екологічними законами. Відповідно до закону мінімуму Лібіха, успіх життєдіяльності організму залежить від того екологічного фактора, який перебуває в мінімумі. Цей закон був сформульований німецьким хіміком Юстусом фон Лібіхом ще 1840 року. Американський зоолог Віктор Шелфорд 1913 року указав, що обмежувати життєздатність можуть фактори, представлені не тільки в мінімумі, але й у максимумі. Закон толерантності Шелфорда: будь-який живий організм має верхню й нижню межі витривалості (толерантності) до будь-якого екологічного фактора. Між мінімумом і максимумом існує діапазон значень фактора, у якому організм може існувати. Цей діапазон називається діапазоном толерантності (витривалості). Він описується законом оптимуму: будь-який екологічний фактор позитивно впливає на живі організми лише в певних межах. Графічно закон оптимуму зображують у вигляді кривої толерантності (мал. 81.1). Інтенсивність дії екологічного фактора, найбільш сприятлива для життєдіяльності організму, називається екологічним оптимумом. Інтенсивність екологічного фактора, за якої життєдіяльність організму суттєво пригнічується, називається песимумом. Мінімально й максимально можливі значення фактора називаються критичними точками; за їхніми межами існування організму неможливе. Лімітуючі фактори У природному середовищі проживання на організм одночасно діє безліч екологічних факторів. Навіть якщо лише один із цих факторів виходить за межі своїх критичних значень, то особинам загрожує смерть попри оптимальну комбінацію інших факторів. Наприклад, якщо не поливати кімнатні рослини, то вони загинуть, незважаючи на гарне освітлення й родючий ґрунт. Таким чином, найбільш значущим для виживання виявляється той екологічний фактор, який максимально відхиляється від свого оптимуму. Такий фактор називається лімітуючим, або обмежуючим. Для тварин лімітуючими факторами часто стають температура середовища й доступність їжі, для рослин — наявність світла, води й інших неорганічних сполук. Якщо рівень одного фактора виходить за межі толерантності, то звужується діапазон витривалості й до інших факторів. Наприклад, за умови низького вмісту Нітрогену в ґрунті знижується посухостійкість злаків; голодна тварина стає більш уразливою для хижаків і чутливою до...
0 Переглянути

Адаптація до впливу екологічних факторів

11 Клас

Існує декілька рівнів адаптації організмів до екологічних факторів, що діють на них. Пристосування виникають на рівні окремого організму, біологічного виду або ж цілої біосистеми. Адаптації на рівні організму виникають під час різкої зміни звичних умов середовища. Наприклад, під дією яскравих сонячних променів на шкірі з'являється засмага як захисна реакція від пошкодження жорстким ультрафіолетовим випромінюванням. У разі підвищення температури повітря посилюється транспірація в рослин. Під час зміни клімату відбувається звикання до нових умов — акліматизація. Адаптації такого типу належать до фізіологічних адаптацій. Це пристосування фізіолого-біохімічних особливостей організму до впливу зовнішніх факторів, які діють у процесі їх індивідуального розвитку — онтогенезу. Фізіологічні адаптації мають індивідуальний характер: реакції різних особин різняться між собою. Наприклад, засмага на сонці з'являється в усіх людей, однак хтось засмагає сильніше, а хтось злегка. Фізіологічні адаптації розвиваються швидко та є оборотними. Вони проявляються як модифікаційна мінливість і виникають на основі вже існуючих морфологічних, фізіологічних та біохімічних особливостей організму. Зміни під час фізіологічних адаптацій ніколи не виходять за межі норми реакції. Навіть найсильніша засмага в європейців не може зрівнятися з кольором шкіри корінних жителів Африки. Це відбувається тому, що відмінності в кольорі шкіри населення Європи та Африки є результатом не фізіологічної, а еволюційної адаптації. Еволюційні адаптації Еволюційні адаптації — це генетично закріплені морфологічні, фізіологічні й біохімічні особливості організмів, які виникають на рівні популяцій або біологічних видів у ході їхньої еволюції. Такі адаптації виникають під дією природного добору. Вони формуються довго, протягом низки поколінь. Під тиском зовнішніх факторів поступово відбувається добір особин із найбільш пристосованими генотипами, у результаті чого в генофондах популяцій або видів закріплюються набори генів, відповідальних за пристосувальні особливості....
0 Переглянути

Екологічна ніша

11 Клас

Просторові характеристики екологічної ніші виду залежать від особливостей місця проживання, а саме від географічного положення, клімату, рельєфу, доступності деяких ресурсів (світла, води, укриттів, будівельного матеріалу тощо). На різних континентах трапляються дуже схожі місця проживання, наприклад широколистяні ліси в Європі та Північній Америці, пустелі в Азії, Африці й Австралії. У таких, схожих за умовами, але географічно віддалених, куточках земної кулі можна побачити подібні за морфологією, однак споріднено далекі види тварин і рослин. Наприклад, відкриті луги й степи з дрібними заростями чагарнику є екологічними нішами для травоїдних тварин, які швидко бігають. Але в степах Євразії це коні, у саванах Африки — антилопи, у Північній Америці — бізони, а в Австралії — кенгуру. Трофічна ніша Трофічна ніша виду визначається особливостями його харчування, водночас різні види можуть займати те саме місце проживання. Наприклад, і лось, і білка мешкають у змішаному лісі, але мають різні екологічні ніші. Білка живе в кронах дерев і харчується насінням та плодами, а от лось живиться зеленими рослинами підпокровного простору....
0 Переглянути

Заповнення екологічних ніш

11 Клас

Час від часу в різних місцях проживання виникають вільні ділянки, і з'являються незайняті екологічні ніші. Це може відбуватися з різних причин, наприклад, через повне винищення виду хижаком, спустошення лісу після пожежі, загибель мешканців водойми після скидання стічних вод. Але екологічна ніша не може бути порожньою. Якщо екологічна ніша порожніє в результаті зникнення якогось виду, то відразу виникає інший вид, який її заповнює. Таке заміщення підтримує структуру біологічного угруповання. Адже випадіння навіть однієї ланки із системи взаємозв'язків може призвести до зникнення всього угруповання. Екологічне дублювання Заповнення звільненої екологічної ніші іншим видом, здатним виконувати в угрупованні ті самі функції, що й зниклий вид, називається екологічним дублюванням. Вид, який заміщає, не обов'язково є спорідненим зі зниклим. Нерідко він належить до віддаленого таксона. Масове екологічне дублювання відбулося після вимирання динозаврів у мезозойську еру близько 66 млн років тому: екологічні ніші, що звільнилися, були зайняті рибами, ссавцями і птахами (мал. 84.1). Сучасним прикладом екологічного дублювання може бути захоплення екологічної ніші австралійського сумчастого вовка. Цей нічний одиночний хижак був винищений через полювання в першій половині XX ст. Зараз схожу екологічну нішу в Австралії займає інший вид — дикий собака динго, який заселив континент разом із першими поселенцями (мал. 84.2). Але нова ніша має деякі відмінності: динго ведуть поодинокий спосіб життя, але можуть полювати у зграї....
0 Переглянути

Популяції. Статичні параметри популяцій

11 Клас

У природі кожний вид існує як комплекс внутрішньовидових угруповань — популяцій. Популяція — це група особин одного виду, які протягом низки поколінь населяють певну територію й утворюють відносно ізольовану генетичну систему. Отже, окрема популяція відносно ізольована від інших популяцій того самого виду. Часто ця ізоляція визначається природними перешкодами місця проживання — гірськими хребтами, межами водойм, лісів, лугів тощо, а іноді — просто відстанню, на яку особини здатні переміститися протягом життя. Очевидно, що така відстань буде більшою в китів і меншою в равликів. Через ізоляцію особини схрещуються в межах однієї популяції набагато частіше, ніж із представниками інших популяцій. Це означає, що популяції утворюють свою генетичну систему й формують свій особливий генофонд. Чим же різняться генофонди різних популяцій? Насамперед, наборами генів, необхідних для адаптації до певного місця проживання. Розглянемо, наприклад, популяції людини. Жителі високогірних районів Анд і Гімалаїв мають адаптації до низького вмісту кисню; ескімоси пристосовані до холоду й відсутності рослинної їжі; населення тропічної Африки має генетичні пристосування до малярії. Очевидно, що адаптації закріплюються в генофонді популяцій із часом — популяції довго, протягом багатьох поколінь, мешкають на певній території, перш ніж природний добір повністю адаптує їх до місцевих умов. Оскільки генофонди різних популяцій формуються окремо один від одного, згодом вони починають значно різнитися. Це може спричинити навіть утворення нових видів. Тобто популяція — це найменша одиниця еволюції. Структура популяцій Зазвичай особини в популяції розподілені нерівномірно. У складі популяцій виокремлюють більш дрібні угруповання (субпопуляційні групи): родини, зграї, сімейні групи, колонії, деми тощо. До того ж вирізняють просторову, вікову, статеву, генетичну й етологічну структури популяції. Просторова структура популяції — це розподіл особин або їх угруповань у межах популяційного ареалу (мал. 85.1). Вікова структура популяції відображає співвідношення молодих і старих особин. Це важлива характеристика популяції, оскільки вона визначає потенціал популяції до самовідтворення. Чим більшою є частка молодих особин, тим більше потомства буде утворено. У популяціях, що скорочуються, переважають старі особини, які не можуть інтенсивно розмножуватися. Статева структура популяції — це співвідношення особин за статтю. Велике значення для росту...
0 Переглянути

Динамічні параметри популяцій. Екологічні стратегії

11 Клас

Крива типу I властива організмам, смертність яких протягом більшої частини життя низька, а наприкінці різко збільшується. Подібні криві виживання спостерігаються в комах із коротким життєвим циклом, які масово гинуть після відкладання яєць; у великих хребетних, які мають мало природних ворогів; в однолітніх рослин, які на полі старіють одночасно. Така сама крива характерна і для людини, особливо в розвинених країнах із високим рівнем медичного обслуговування, де більшість людей доживає до старості. Крива типу II характерна для організмів із дуже високою смертністю в ранній період життя. Так буває у видів, які виробляють величезну кількість ікринок, личинок, насінин і не турбуються про потомство: у риб (із мільйонів ікринок виживає 1-2 % мальків), багатьох безхребетних, більшості рослин (виростає менш ніж 1 % сходів). Крива типу III характерна для видів, у яких смертність протягом життя є сталою. Причини смертності випадкові, і особини гинуть до початку старіння. Багато видів птахів, ящірок, дрібних ссавців мають такий тип кривої виживання. Екологічні стратегії популяцій Для кожної популяції характерні свої показники народжуваності й смертності, періодичність розмноження, криві виживання й типи росту. Ці особливості становлять екологічну стратегію популяції. Екологічна стратегія спрямована на підвищення виживання й утворення потомства....
0 Переглянути

Екосистеми. Види екосистем

11 Клас

Екосистема — це природна або штучна система, що складається з угруповань живих організмів і середовища їхнього існування, між якими відбувається постійний обмін речовиною й енергією. Термін «екосистема» був запропонований 1935 року англійським ботаніком А. Тенслі. Угруповання живих організмів екосистеми називають біоценозом, а абіотичне середовище їх проживання — біотопом. Разом біотоп і біоценоз утворюють біогеоценоз. Взаємозалежні між собою компоненти живої й неживої природи, об'єднані потоками речовини й енергії, утворюють екосистему. Біоценози й біотопи Основу кожної екосистеми становить її біотоп. Це ділянка суші (територія) або водойми (акваторія) з певною комбінацією екологічних умов — ландшафтом, типом ґрунтів, кліматом тощо. Поняття біотопу, по суті, дорівнює поняттю місця проживання. Біотоп — це відносно однорідне життєве середовище для певних видів рослин або тварин, які формують певний біоценоз. Біоценоз — це стійке угруповання популяцій рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, які спільно живуть на однорідній території або акваторії та пов'язані між собою з навколишнім середовищем. Складовими частинами біоценозу є фітоценоз (угруповання рослин), зооценоз (угруповання тварин), мікоценоз (угруповання грибів) і мікробіоценоз (угруповання мікроорганізмів). Комплекс організмів біогеоценозу формується історично, у процесі боротьби за існування, природного добору й інших факторів еволюції. Масштаби біоценозів різні — від мікроугруповань на корі дерева або в калюжі до населення лісу, лугу, озера. З дрібних угруповань складаються більші....
0 Переглянути

Просторова структура біоценозів

11 Клас

Просторова структура біоценозу — закономірне розташування видів у біотопі як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямках. Просторова структура біоценозу може бути схарактеризована вертикальною ярусністю й горизонтальною мозаїчністю. Ярусність — це вертикальне розшарування біоценозів. Частини біоценозу, що займають різне положення відносно рівня ґрунту, називаються ярусами. Їх визначають як над поверхнею землі, так і під нею. Особливо чітко ярусність виражена в рослинних угрупованнях. Вона формується, коли в біоценозі ростуть рослини різної висоти. У лісах вирізняють такі основні яруси: дерев; чагарників; трав'янистих рослин; мохів і лишайників. Кожний ярус може поділятися на під'яруси. У широколистяному лісі зазвичай виділяють п'ять-шість ярусів (мал. 88.1). На деяких лугах можна також виявити яруси — високо-, середньо- й низькотрав'я. Головну роль у формуванні рослинних ярусів відіграє кількість світла. Верхні яруси займають світлолюбні рослини, нижче розташовуються тіньовитривалі, а біля землі зростають тіньолюбні види. Наприклад, до лісової підстилки доходить усього 2 % сонячного світла, тому на цьому ярусі можуть рости тільки рослини, пристосовані до низької освітленості. Завдяки ярусному розташуванню рослини в угрупованні найбільш повно використовують природні умови (простір, світло, тепло). Ярусність послаблює конкуренцію між рослинами. Так вони краще уживаються в угрупованні, і в результаті збільшується кількість організмів на одиницю площі. Кожний рослинний ярус заселяється певними видами тварин і мікроорганізмів. У першому ярусі мешкають комахи-листогризи — мешканці крон дерев; у другому — птахи та стовбурові шкідники (короїди, скрипуни, златки); у третьому й четвертому — копитні й хижі тварини, птахи, гризуни; п'ятий заселяють різні багатоніжки, жужелиці, джмелі, кліщі та інші дрібні тварини....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 329 330 331 332 333 334 335 336 337 ... 343
Назад

Навігація