Экология және тұрақты даму

 

Әдістемелік нұсқау                                                                                                                           Нысан

ПМУ ҰС Н 7.18.2/05

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

 

С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті

 

Биология және экология кафедрасы

 

 

 

Барлық  мамандықықтың студенттеріне арналған

Экология және тұрақты  даму пәні бойынша

ДӘРІС КЕШЕНІ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Павлодар

«БЕКІТЕМІН»

Химиялық технологиялар және жаратылыстану факультетінің деканы

            _______________  Қ.Қ. Ахметов

               “____”_____________200_ж.

Құрастырушы: аға оқытушы Оспанова А.К. _________

Биология және экология кафедрасы

Дәріс кешені

Экология және тұрақты  даму пәні бойынша

Барлық мамандықтың студенттеріне арналған

 

Кафедра мәжілісінде ұсынылды «___»  _______200_ж. , № __ хаттамасы                 

 

 

Кафедра меңгерушісі           _____________    Ж.М. Исимбеков     

 

Химиялық технологиялар  және жаратылыстану факультетінің  оқу-әдістемелік кеңесінде мақұлданды

 

“___” ______ 200_ж., № ___  хаттамасы   

 

ОӘК төрайымы                        ______________     Ұ.Д. Буркитбаева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дәріс №1

Жалпы экология негіздері

Ағза және орта

1. Экологияның тарихи дамуы
2. Экологияның негзігі заңдары
3. Ағза және орта
4. Дарақ экологиясы – аутэкология

 

1) «Экология» терминін 1866 ж ірі неміс зоологы Эрнст  Геккель ұсынған. Термин екі  грек сөзінен құралған: «ойкос»  - үй, баспана, «логос» - ғылым,  зерттеу деген сөз. 

Өсімдіктер географиясына  экологиялық бағытты Александр Гумбольдттың еңбектері салды. Экологиялық ойларға орыс зоологтары К.Ф.Рулье (1814-1858) мен Н.А.Северцовтың (1827-1885) және т.б. ғалымдар еңбектері зор үлес қосты.

Ғылым ретінде экология тарихындағы ерекше күн – 1866 жылдың 14-қыркүйегі болды, сол күні Э.Геккель өзінің «Ағзалардың жалпы морфологиясы» деген кітабын бітіріп, онда осыған ең алғаш рет анықтама берді: «Экологияның астарынан біз ағзалардың қоршаған ортаға қарым-қатынасы туралы жалпы ғылымды ұғынамыз».

1913-1920 жылдары В.Шелфордтың, Ч.Адамстың, С.А.Зерновтың экологиялық еңбектері шықты, экологиялық ғылыми қоғамдар, журналдар пайда болды, экологияны университеттерде оқыта бастады. ХХ ғасырдың екінші жартысында экология ғылым ретінде ерекше  қарқынды дамыды, себебі қоршаған ортаның антропогенді өзгерістерінің ұлғайғандығы соншалық, адамның өзі тікелей немесе жанама түрде осы өзгерістердің құрбандығына айналды.

2) Экологияда заңдар, заңдылықтар, ережелр, принциптер  шамамен 250-дей. 

1. Биосфераның ауысымсыздық заңы: биосфера – бұл тіршілік ету

 ортасының тұрақтылығын  кез келген ауытқуларға қарамастан  қамтамасыз ететін жалғыз жүйе. Қоршаған ортаның тұрақтылығын  табиғи топтар сияқты қамтамасыз  ететін жасанды топтар жасау  арқылы қамтамасыз етуге болады  деп үміттенуге ешбір негіз  жоқ.

2. Атомдардың биогенді миграциясы заңы: жер бетінде және жалпы

биосферада химиялық элементтердің миграциясы тірі заттың тікелей қатысуымен жүзеге асырылады  – бұл биогенді миграция.

3. Тірі заттардың физика-химиялық бірлігінің заңы: жалпы

биосфералық заң –  тірі зат физикалық-химиялық тұрғыдан біртұтас; тірі ағзалардың әр түрлілігіне қарамастан олардың физ-хим ұқсастығы соншалық, біріне зиян заттың екіншісіне да қатысы бар.

4. Реди ұстанымы: тірі зат тек тірі заттан ғана пайда болады.
5. «Ағза – орта» бірлігінің заңы: тіршілік өмір орта мен оны

мекендеген ағзалардың біріккен жиынтығындағы энергия  тасқынының негізінде тұрақты зат  және ақпарат алмасудың нәтижесінде  дамиды.

6. Энергия ағымының бір бағыттылығы заңы: қауымдастық

 алатын және продуценттер  сіңіретін энергия ыдырайды не олардың биомассасымен бірге консументтерге, сосын редуценттерге беріледі.

7. Л.Долло эволюциясының кері айналмайтын заңы: ағза тіпті ата-

бабаларының тіршілік еткен  ортасына қайтып оралса да, өзінің ата-бабабалары іске асырған бұрынғы күйіне қайтып келе алмайды.

8. Р.Линдеманның 10 пайыз заңы: экологиялық пирамиданың бір

нәрлену деңгейінен екіншісіне орташа қарқындылықпен 10% энергияның өтуі әдетте экожүйе мен энергиясын жоғалтатын нәрлену деңгейі үшін жағымсыз салдарға апармайды.

9. Төзімділік заңы: ағзаның өркендеп өсуінің тежеуші факторы болып

 ең аз не ең  көп түрде әсер еткен экологиялық  фактор болуы мүмкін, бұл екеуінің  арақашықтығы ағзаның осы әсерге  төзімділігінің шамасын көрсетеді.

10. Оптимум заңы: кез келген экологиялық фактордың тірі ағзаларға

жағымды әсер етуінің белгілі бір шектік мәні бар.

11. Шектеуші фактор заңы: ағза үшін өзінің қолайлы мәнінен

 басқаларға қарағанда  көбірек ауытқитын факторлар  маңызды келеді.

12. Гаузенің ерекше заңы: егер екі түрдің экологиялық қажеттіліктері

 ұқсас болса, яғни  олар бір ғана экологиялық қуыстан орын алса, олар бір мекенде өмір сүре алмайды.

13. Б.Комменер экологиясының заңдары: 1) бәрі бір-бірімен

 байланысты; 2) бәрі  бір жаққа жоғалуы керек; 3) табиғат  бәрінен де жақсы біледі; 4) ештеңе  де текке берілмейді.

3) Біздің ғаламшарымызда тірі ағзалар жағдайларының өзгешелігімен тым ерекшеленетін төрт негізгі мекен ету орталарын игерді. Су тіршілік алғаш рет пайда болып, таралған ең бастапқы орта болды. Бұдан әрі тірі ағзалар жер беті мен ауа ортасына билік құрды, топырақ жасап, оған қоныс тепті. Тіршіліктің төртінші ерекше ортасы тірі ағзалардың өзі болды.

Ағзалардың ортаға икемделуі  – бейімделу (адаптация) деп аталады. Бейімделуге қабілеттілік – тіршіліктің негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады, өйткені ол оның тіршілік етуінің мүмкіндігін, ағзалардың тірі қалуы мен көбеюінің мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді.

Ортаның ағзаға әсер ететін жеке қасиеттері немесе элементтері экологиялық факторлар деп аталады. Кез келген тірі ағзаға әсер ететін ортаның экологиялық факторлары, негізінен, абиотикалық және биотикалық болып екіге бөлінеді.

Биотикалық  факторлар – бұл тірі заттардың бір-біріне әсер ету ықпалы.

Абиотикалық факторлар – бұл өлі табиғаттың тірі ағзаларға тікелей немесе жанама түрде әсер ететін барлық қасиеттері: оларға физикалық және химиялық факторлар жатады. Өлі табиғаттың физикалық факторлары: ғарышитық, климаттық, топырақтық, орографиялық, геологиялық. Өлі табиғаттың химиялық факторлары: ауа, судың құрамдас бөліктері, қышқылдық және өнеркәсіптік басқа да қоспалар жатады.

Антропогендік факторлар – бұл басқа түрлердің тіршілік ету ортасы ретіндегі табиғаттың өзгеруіне әкелетін немесе олардың тіршілігінен тікелей көрінетін адамзат қоғамының әрекеттілігінің түрлері.

4. Аутэкология – жеке ағзаның тіршілік ету ортасымен өзара қарым-

қатынасын зерттейтін экология бөлімі.

Аутэкологияның (грек. autos - өзім) мақсаты – дарақтардың (ағзаның)

тіршілік етуінің шегін  және физикалық-химиялық факторлардың ағза олардың мағынасының барлық көлемінен таңдап алатаын шектеулерін  нақтылау болып табылады. Орта факторларының әсеріне ағзалардың реакциясын зерттеу осы шектеулерді ғана емес, берілген түрлерге тән физиологиялық, сондай-ақ морфологиялық өзгерістерді шығаруға мүмкіндік береді.

  Осылайша аутэкология дарақтардың сыртқы ортамен өзара қарым-қатынасын зерттейді. Осы қатынастардың негізінде ағзаның ортаның әсерлеріне морфофизиологиялық реакциялары жатыр. Кез келген экологиялық зерттеу осы реакцияларды зерттеуден басталады. Алайда аутэкология дарақтардың емес, түрлердің экологиясын зерттейді деген жаңсақ пікір бар. «Аутэкология» терминін 1896 жылы Шретер нақты түрлер экологиясын белгілеу үшін енгізгенін айта кету керек.

Дарақтар экологиясын  зерттеуде негізгі назар биохимиялық  реакцияларға, газ алмасу қарқындылығына, судың алмасуына және ағзаның  күйін анықтайтын басқа да физиологиялық үрдістерге аударылады. Бұл зерттеулерді жүргізгенде салыстырмалы-экологиялық және экологиялық-географиялық әдістер кеңінен қолданылады, тіршіліктің түрлі кезеңдерінде ағзаның сыртқы әсерлерге деген қалпы мен реакциясы салыстырылады (тәуліктік, мезгілдік белсенділік). Аутэкологиялық зерттеулерде маңызды орынды адамның индустриялық іс-әрекеттігімен байланысқан ортаның ластануының, табиғи және жасанды радиобелсенділіктің ағзаға әсерін зерттеу алады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дәріс №2

Популяциялық  экология – демэкология

1. Популяция туралы түсінік
2. Популяция құрылымы
3. Популяция санының ауытқулары мен реттелуі

 

1) Популяциялар экологиясы  – бір тектес дарақтардың табиғи  топтамаларын, яғни популяцияларды  зерттейтін экология бөлімі.

Популяция – белгілі  бір жерде белгілі бір уақытта  мекен ететін бір түрге жататын  ағзалардың жиынтығы. Кейде популяцияны  бір тұқымдас бір белгілі кеңістікті аймақта тіршілік ететін бір түрге  жататын ағзалардың жиынтығы деп  те түсінеді.

Тұқым қуалаушылық деректердің нуклеин қышқылдары түрінде хромосомаларда сақталатыны белгілі. Олардың молекулалары немесе гендер деп аталатын жеке бөліктері әр түрдің генетикалық ерекшеліктерін қамтамасыз етеді. Барлық гендердің жиынтығы генотипті құрайды, ал генетикалық мәліметтерді сақтайтын және келесі ұрпақтарға тұқым арқылы беріп отыратын барлық түрлер генетикалық қорды немесе популяцияның генофондын құрайды.

Әрбір популяцияда оның өзіне ғана тән өзгешеліктері  болады. Бұл өзгешеліктерге олардың  сол жердегі температураға, дымқылдыққа, топырақ табиғаты мен өсімдігіне, тамақтық ресурстарға сәйкес келетін сандық мөлшері мен сол өмір сүретін ортасындағы тығызыдығы жатады.

Популяцияның сандық мөлшері деп осы түрдің сандық көлемін айтады. Популяцияның сандық мөлшері қоршаған өмір сүру ортасындағы әр түрлі факторларға байланысты өзгеріп отырады. Популяция тығыздығы деп өмір сүру ортасының бірлік көлеміндегі түрлер санын айтады.

Туу және өлу. Популяциялар көлемі көрші популяциялардан иммиграциялану нәтижесінде немесе дарақтардың көбею есебінен өсуі мүмкін. Көбеюдің көрсеткіштерінің бірі ұрықтылық болып табылады, ол бір аналық дарақтың ұрпақтарының санымен өлшенеді. Ұрықтылықты зерттелетін ағзаның ерекшеліктеріне және зерттеу мақсатына байланысты түрлі тәсілдермен көрсетуге болады. Сүт қоректілер туралы сөз еткенде туу термині қолданылады, оны бір аналықтың жыл ішінде туған ұрпақтарының саны ретінде анықтайды. Адамда әдетте тууды жыл ішіндегі тууларды 1000 адамға шаққандағы санмен көрсетеді. Әлеуметтанушылар қоғамдағы туудың жоғары сатысынан төменгісіне көшуде туындаған мәдени өзгерістерді демографиялық өткел деп атайды.

2) Әрбір популяцияның  өзіндік құрылымы бар: жастық, жыныстық және кеңістіктік. Популяцияларды  зерттеудің маңызы зор, себебі  бұл нәтижелер практикалық қолданыс  табуы мүмкін, мысалы, зиянкестерді зерттегенде, табиғатты қорғау мәселелерін шешкенде және т.б. жағдайларда. Популяцияны зерттегенде олардың сол уақыттағы санына ғана емес, ең алдымен олардың орта факторларына байланысты өсуіне, сүйемелденуі мен кемуіне мән беріледі. Популяциялық экологияның бұл тарауы популяция динамикасы деп аталады.

Популяцияның жыныстық, жастық, территориялық және т.б. түрлері  бар. Егер популяция ішінде әр жастағы  түрлердің сандары бірдей болса, онды бұл популяцияның өмірсүрушілік  қасиеті жоғары болады. Бұндай популяцияны қалыпты популяция деп атайды. Егер популяция ішінде түрдің кәрі жастары көп болса, онда бұл популяцияны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяция деп атайды. Бұл жағдайдың себебін табу үшін және олардың әсерін азайту үшін шұғыл түрде шара қолдану керек. Жас дарақтардың саны көп популяциялар инвазиондық немесе өніп жатқан популяция деп атайды.

Әр түрлі түрлердің  саны белгілі бір уақытта қалайша  өзгеретіндігі туралы мәліметтер, энергия  мен биомассалардың ағынын зерттегенде қолданылып, экожүйелер теориясының жасалуына жәрдемдеседі. Егер фитопланктон динамикасы бойынша жүргізілетін бірқатар ұзақ зерттеулерді есепке алмасақ, популяция динамикасы бойынша жұмыстардың басым бөлігі жануарларда және микроағзаларда жүргізіледі. Өсімдіктер популяциясының динамикасы жануарлар популяциясының динамикасына қатты әсер етеді. Сондықтан мысалы, адам популяциясын (демография) зерттегенде әдетте негізін өсімдіктер құрайтын азық-түлік ресурстарын да санатқа алады.