Природни науки »Биология
Основни екологични понятия
ЕКОЛОГИЯ - (гр. oikos - къща, управление, гр. logos - наука) е сравнително млада научна дисциплина, която датира от втората половина на 19 век, когато Ернст Хекел започва да се фокусира върху връзката между организмите и тяхната среда през 1866 г. . Тази наука не се развива напълно, докато Дарвин не публикува своята теория за еволюцията, особено идеите за естествения подбор и борбата за живот. Днес тази наука се разбира по различен начин, отколкото по времето на нейния произход, тя се разпростира върху изучаването на връзките между самите организми.
HAECKEL - (1834-1919) е автор на Закона за биогенетиката, който накратко казва, че „онтогенезата е съкратена филогения“. Това означава, че животното преминава през такива периоди по време на своето ембрионално развитие и има такива органи, каквито са били характерни за еволюционно по-възрастните му предци в зряла възраст. (занимаваше се с връзката между организмите и тяхната среда и въведе концепцията за екология)
АВТЕКОЛОГИЯ - изследва отделни видове на индивидуално ниво
СИНЕКОЛОГИЯ - изследва общности, биоценози
ДЕМЕКОЛОГИЯ - изследва популации (набор от индивиди от същия вид)
ПЕЙЗАЖНА ЕКОЛОГИЯ - изследва взаимодействията между различните компоненти на страната
ЧОВЕШКА ЕКОЛОГИЯ - (човек) е дисциплина в екологията, занимаваща се с изучаване на растежа, разпространението и организацията на взаимовръзките между човешките общности и други хора, други видове и тяхната (естествена или изкуствена) среда.
РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА ЕКОЛОГИЯТА
Основно разделение на екологията:
• обща екология - занимава се с основни процеси, цикли, биоми
• специална екология - изучава избрани екосистеми
• синтетична екология - ландшафтна екология, изследва намесите на технологията в природата
• приложна екология - решава глобални проблеми на опазването на природата, грижата за човека
• екологична технология - занимава се с въпроса за рециклирането на суровини
• екологично просветление - води хората към екологично мислене
Според това, което точно изследва екологията, тя се разделя на няколко вида:
• аутекология - изследва отделни видове на индивидуално ниво
• демекология - изследва популации (набор от индивиди от същия вид)
• синекология - изследва общности, биоценози
• ландшафтна екология - изследва взаимодействията между различните компоненти на ландшафта
• Глобална екология - разглежда екологичните проблеми на глобално ниво
Въз основа на таксономичната група, която екологията изучава:
• екология на насекомите
• растителна екология
• човешка екология
AST - е съвкупност от всички фактори (живи и неживи), които взаимодействат, за да създадат среда на даден индивид, вид, популация или общност
ИЗЯВЛЕНИЕ - (местообитание) топологично определено местообитание
БИОЦЕНОЗА - Хетеротипична общност, която е съставена от популации от различни видове и взаимосвързани от сложни междувидови взаимоотношения (наука = биоценология)
ЗООЦЕНОЗА - животинска общност
ФИТОЦЕНОЗА - растителна общност
ЕКОСИСТЕМА - Екосистемата е основната природна единица, в която има постоянен обмен на материя и енергия. Образува се от общността на всички негови организми (биоценоза), които живеят в определена област (биотоп). По този начин: екосистема = биоценоза + местообитание. Екосистемите се характеризират със способността да се саморегулират, да се самообновяват и да се развиват с течение на времето.
БИОСФЕРА - представлява сумата от всички екосистеми на Земята. Това е пространство, в което има живот и живи организми, така че включва педосферата, хидросферата и долната част на атмосферата - стратосферата.
ОТВОРЕНА СИСТЕМА - екосистемата е отворена система, което означава, че има обмен на вещества и енергия
УСЛОВИЯ НА СЪЩЕСТВУВАНЕ - Оптималните условия са най-подходящи за организма, най-неблагоприятните са МИНИМУМ или МАКСИМУМ (при които организмът все още може да оцелее, долната или горната граница). За организма е жизненоважно всички условия да са в обхвата на екологичната валентност, в противен случай той ще загине.
ЕКОЛОГИЧНА ВАЛЕНСНОСТ (ТОЛЕРАНТНОСТ) - обозначава набор от условия, при които организмът е в състояние да съществува.
АДАПТАБИЛНОСТ - способността на организма да се адаптира към условията на околната среда.
АБИОТИЧНИ ФАКТОРИ - те представляват неживи компоненти на околната среда (съвкупност от всички физични и химични фактори, действащи върху живите организми). Това са условия, изразени с екологична валентност за определен тип организъм. Неживите компоненти на околната среда включват: слънчева светлина, температура, атмосфера, хидросфера, педосфера.
БИОТИЧНИ ФАКТОРИ - вътревидови взаимоотношения, които действат между индивиди от същия вид и са част от популация. Един от най-важните е методът и качеството на храненето.
МИКРОКЛИМАТИЧНИ УСЛОВИЯ - специфични условия, свързани с определено място (температура, влажност, но може да бъде и лятното изсъхване на потоци, киселинен дъжд)
БИОИНДИКАТОРИ - е организъм или общност от организми, който е чувствителен към локални фактори, стрес или замърсители и чрез своите реакции (особено поведение) или промени във функционирането/броя/състоянието позволява качествено (частично и количествено) да улови въздействието на замърсителите. Реактивен биоиндикатор - реагиращ на доставката на замърсители в околната среда, акумулиращ биоиндикатор - съхранява замърсители.
ЕВРИТЕРМАЛНИ ОРГАНИЗМИ - издържат на по-големи температурни колебания (лека зона)
СТЕНОТЕРМНИ ОРГАНИЗМИ - чувствителни към температурни промени (пингвини)
AREA - пространство (местоположение) на появата на таксони в определена област
ОРГАНИЗМИ ЗА КОСМОПИЛНОСТ - организми, които са практически разпространени в целия свят. Те имат широка биологична валентност.
ФИТОИНДИКАТОРИ - растителни видове, които са пряко зависими от определен елемент в тяхната среда (растения, натрупващи тежки метали), растителни биоиндикатори
EURYEKNE ОРГАНИЗМИ - широката екологична валентност има голяма зона на разпространение - космополитни организми.
СТЕНЕНИ ОРГАНИЗМИ - ниска екологична валентност/те са биоиндикатори /, имат малка площ на разпространение - ендемични организми
СИНАНТРОПНИ ОРГАНИЗМИ - тоест те живеят близо до човека. Те са напр. двудомна карамфил, домашна мишка.
Абиотичен компонент на околната среда: слънчева светлина, температура, атмосфера, хидросфера, педосфера
СЛЪНЦЕТО - звездата на нашата планетарна система. Планетата Земя обикаля около Слънцето. Това е нашата най-близка звезда и в същото време най-ярката звезда на небето. Гравитационното действие на Слънцето задържа всички обекти в Слънчевата система в орбити около Слънцето. Неговата енергия е от съществено значение за живота на Земята. Дължината на вълната на светлината, която ги удря, е важна за организмите. Колкото по-къса е дължината на вълната, толкова повече енергия има излъчването:
1. ултравиолетово лъчение (290 nm - 380 nm) - съставлява около 9% от слънчевата радиация
2. видима светлина (380 nm - 750 nm) - представлява 45% от слънчевата радиация
3. инфрачервена радиация (над 750 nm) - съставлява 46% от слънчевата радиация
UV ЛЪЧЕНЕ - z ÚV.Ž. е най-опасното излъчване от типа UVC, което има най-висока енергия. Благодарение на озоновия слой на атмосферата, 99% от UV лъчението, падащо на земната повърхност, е от типа UVA, което е най-малко вредно за живота. Той не е важен като енергиен източник и неговите неблагоприятни (мутагенни) ефекти върху живите организми са доказани.
ВИДИМА СВЕТЛИНА - първичен енергиен източник и неговото действие започват първичните процеси на фотосинтеза (фотохимична фаза). Чрез хлорофила той се трансформира в енергията на химическите връзки на органичните съединения. При животните това е причинило различни адаптации на очите в зависимост от средата, в която живеят. По отношение на нуждата от светлина разпознаваме организмите: фотофилни (светлолюбиви) и фотофобични (тъмнолюбиви). Растенията са по-чувствителни към интензивността на светлината, затова ги разпознаваме: хелиофилни [слънцелюбиви (пустини, степи, планински райони)], хелиосиофилни [неутрални (тревисти и залесени)], сфиофилни [сенчести (R горски)]
CO2 - директен източник на въглерод за образуване на органични съединения в телата на живите организми. Той навлиза в атмосферата като продукт на дишането на растения и животни и почвени микроорганизми. Поради антропогенната дейност на човека, количеството му в атмосферата се увеличава (изгаряне на изкопаеми горива).
КИСЛОРОД - той навлиза в атмосферата като продукт на фотосинтеза на зелени растения. Според нуждите от кислород разпознаваме организмите: аеробни - те се нуждаят от кислород за живота си (повечето организми), анаеробни - кислородът действа като отрова за тях (някои бактерии)
Повечето организми се нуждаят от атмосферен кислород за своя метаболизъм. Кислородът в атмосферата е в постоянно движение, защото се консумира по време на дишането и се попълва в атмосферата по време на фотосинтеза на растенията. Нарушаване на стабилността на съдържанието на кислород в атмосферата може да възникне в резултат на широко обезлесяване на тропическите гори или замърсяване на морето (водораслите са основен производител на атмосферен кислород).
АЗОТ - в атмосферата% е най-представен, но тъй като образува молекули N2, в тази форма той е неизползваем за повечето организми. Превръща се в азотна киселина и азотна киселина с участието на мълния и нитратите и нитритите се образуват при реакции с амоняк. За R атмосферният азот може да фиксира симбиотичните нитрифициращи бактерии в използваема форма.
ВОДНИ ПАРИ - газообразно състояние на водата. При нормални атмосферни условия водната пара се генерира чрез изпаряване и кондензация в течна вода. Водните пари са невидими по време на газообразно състояние. Количеството водна пара в околната среда се посочва от влажността. Водните пари са по-леки или по-малко плътни от сухия въздух.
ВОДЕН БАЛАНС - Във всички процеси, свързани с приема на вода и разхода, това е съотношението между приема и водата
ЛИТОСФЕРА - (Гръцки литос: камък, каменна сфера) е най-горният, твърд слой от каменни планети. На Земята тя включва земната кора и най-горната част на земната мантия. Литосферата е разбита на няколко плочи, които се движат една спрямо друга.
ПЕДОСФЕРА - отделно разделена обвивка на Земята, образувана до голяма степен от почвата, създадена от трансформацията на горната част на литосферата (изветряне на скалите) от действието на организми, слънчева светлина, въздух, вода и време. Педосферата създава среда за организмите и е преход между живата и неживата сфера. Дебелината му варира, от няколко сантиметра до около 3 метра. Научната дисциплина, занимаваща се с педосферата, е педологията. Мъртвите тела на растения и животни образуват хумус. Хумусът е набор от мъртви органични вещества, които се образуват в процеса на хумификация. Той е богат на използваеми минерали.
МИНЕРАЛИ - те присъстват в тялото в малки количества, но са необходими за организма. Елементите, от които растението непременно се нуждае за живот, се наричат основни (C, Ca, N, Mg, P, S, H), останалите са несъществени. R получаване мин. вещества от атмосферата и почвата.
БИОСФЕРА - сумата от всички екосистеми на Земята. Това е пространство, в което има живот и живи организми, така че включва педосферата, хидросферата и долната част на атмосферата - стратосферата.
Тук се провеждат биогеохимични цикли (циркулация на водата, цикъл N, C, O, P, S)
Биотични компоненти на околната среда: всички фактори на околната среда, свързани с поведението на живата организация. независимо дали са вътревидови или междувидови. (вътревидови и между-, трофични взаимоотношения)
НАСЕЛЕНИЕ - съвкупност от индивиди от един вид от всички етапи на развитие, които живеят в общо ограничено пространство в определен момент и които са свързани главно чрез репродуктивни взаимоотношения (те могат да обменят генетична информация)
Това е отворена жива система, която е способна на саморегулация, има свой собствен начин на живот, променя се с течение на времето, расте, диференцира и състарява. Включва всички възрастови групи животни. Характеризира се с два вида елементи: формални (плътност, вариация, възрастова структура, съотношение на половете, здравословно състояние) и функционални (поведение, конституция, плодовитост, смъртност)
Плътност на населението - (плътност, изобилие) се изразява с броя на индивидите на единица пространство или площ. Той е доста променлив, но всеки вид има теоретична долна и горна граница на плътност на популацията, която може да съществува в неопределен период.
Горната граница на плътността на популацията се определя от следните основни фактори: поток Е (производителност) в екосистемата, трофично ниво на организацията, размер на организацията, скорост на метаболизма на организма.
СТЕПЕН НА РАСТЕЖ НА НАСЕЛЕНИЕТО - зависи от изходната скорост на възпроизводство, която е средният брой на потомството (в първия интервал на живот, първична раждаемост), произведено от родителя по време на излюпването.
ВЪЗРАСТОВ СЪСТАВ = НАСЕЛЕНИЕ = или вечност, сумата от всички етапи на развитие и възраст в една популация. Етапите на развитие могат да бъдат ясно разделени (изображения на яйца, ларви и насекоми) или да протичат плавно (дълготрайни растения и животни). Разграничаваме инфантилна, непълнолетна, непълнолетна, възрастна и сенилна възраст. За R различаваме степента на възпроизвеждане, възпроизвеждане и след възпроизвеждане. Ако има само едно поколение, казваме ние и уникална популация, множество групи за развитие съдържат плуретиетитни популации.
Съотношението на възрастовите групи се изразява графично с възрастов полигон. Има няколко основни етапа:
1. пирамидална форма - младите индивиди са най-представени, такава популация ще се развива бързо
2. форма на камбана - характерна за уравновесена, стабилна популация
3. форма на урна - голяма част от старите индивиди показва намаляваща популация
БИОТИЧЕН ПОТЕНЦИАЛ - максимален репродуктивен капацитет на населението, не ограничен от условията на околната среда
КОХОРТА - група лица, които са се излюпили или са родени приблизително за същия, относително кратък период от време
ДИСПЕРСИЯ - отдалеченост на индивидите от други индивиди (напр. потомство от родители). Важен фактор за дисперсия при животните е миграцията (имиграция, емиграция, пермиграция), при растенията анемохория (разпространение чрез вятър), хидрохория (разпространение чрез вода), автохория (саморазпространение).
Видове пространствена структура на населението:
1. равномерно разпределение - възниква в случай на силна конкуренция между индивиди или изкуствено за култивирани растения в полетата
2. случайно разпределение - рядко в природата - само когато средата е много хомогенна или когато организмите не са склонни да образуват бучки
3. клъстерно разпределение - най-често срещаното явление, групи се формират за много цели, които са от полза за индивидите (напр. За храна, размножаване, заселване на нови площи и др.), В района групите се разпределят неравномерно
ДИНАМИКА НА НАСЕЛЕНИЕТО - гъстотата на населението варира поради външни и вътрешни влияния
ПАРАЗИТИЗЪМ - Популацията на паразита е по-голяма от популацията на гостоприемника, но паразитите са по-малки от гостоприемника. Паразитът забавя жизнените процеси на гостоприемника, като рядко го убива, защото би загубил храна. Паразитът е напълно адаптиран към условията, в които живее. Той е с намалени сетивни и двигателни органи, развил е различни вендузи и куки и има много добре развит репродуктивен апарат.
Общност = ценоза, е група видове, които съществуват заедно в пространството и времето.
Няколко общности са повлияни от хората. Според степента на влияние ние разпознаваме общностите:
• ПРИРОДНИ - съществуват сухоземни (напр. Гори, тропически гори) и водни (напр. Езера, море) съобщества
º ОРИГИНАЛ - те не се влияят от хората
ºNATURAL - те са подобни на оригинала, но те са повлияни от хората
• ИЗКУСТВЕНИ - създадени от човека чрез отглеждане на културни растения и отглеждане на добитък (напр. Полски общности, декоративни градински общности). Изкуствените общности се характеризират с монокултури.
МОНОКУЛТУРА - непрекъснато, многократно отглеждане на една и съща култура на няколко парцела (използвани в конвенционалното земеделие) в продължение на няколко години. Той причинява изчерпване на почвата и размножаване на вредители, което се компенсира от използването на химически торове и спрейове.
СЪСТАВ НА ОБЩНОСТТА - сезонен спад и увеличение; промяна в броя на младите и възрастните през годината. Колкото по-разнообразни са условията на околната среда, толкова по-голямо е нейното видово разнообразие. Всички фактори, влияещи върху видовото разнообразие на общността, могат да бъдат обобщени в няколко основни принципа:
• Колкото по-разнообразни са условията на живот на местообитанията, толкова повече видове ще присъстват в биоценозата, но гъстотата на популацията на видовете ще бъде относително ниска (напр. Общност на тропическите гори).
• Колкото повече условия на живот се отклоняват от оптималните, толкова по-лоша е биоценозата на видовете, като някои популации достигат висок брой (напр. По-широки съобщества, замърсени води, солени езера, алпийски места).
• Колкото по-стабилни са условията на местообитанията, толкова по-богата на видове, балансирана и стабилна е биоценозата (напр. Общности от коралови рифове, тропически гори, пещери).
Няколко общности се характеризират с определени видове, които се срещат в тях. Тогава говорим за верността или верността на видовете към определена общност.
СЕЗОННОСТ - сезонната периодичност е свързана с промените във времето през годината (редуване на зимата и лятото (студено и топло), в тропическата суша и дъждовния сезон)
ЕКОТОН - преходното място между двете контактни фитоценози, мястото, където биоценозите се припокриват, има характеристиките на двете съобщества
МОНОЦЕНОЗА - общност от един вид
ПОЛИЦЕНОЗА - общност от няколко вида
КРАТКОСРОЧНИ ПРОМЕНИ - те имат характер на редовно повтарящи се промени, които са причинени от променящите се условия на околната среда през годината. От тях сезонната периодичност (динамика) е важна за фитоценозата, свързана с промените във времето през годината (редуване на зимата и лятото (студено и топло), в тропическата суша и дъждовния сезон). В рамките на една и съща фитоценоза наблюдаваме редуване на външния вид (аспект) през годината, което определя:
образуване на нови стъбла, зеленина, цъфтеж, образуване на семена и плодове, падане на листа
ДЪЛГОСРОЧНИ ПРОМЕНИ - те възникват в резултат на промени в условията на околната среда за период от няколко години до няколко десетилетия
СЛЕДВАНЕ - това е процес на развитие, независимо необратим, придружен от фундаментални промени в общността (например промени във видовия състав)
• ОСНОВНИ - районите се заселват след предишно пълно унищожаване на екосистемата (например изригване на вулкан) или сукцесия се извършва на място, което никога не е било обитавано от R (заселване на голи скални стени, пясъчни дюни)
• ВТОРИЧЕН - обитава район, където екосистемата е била повредена, но не е напълно унищожена