Основи аутекології

 Основи аутекології.

1.     Поняття про середовище існування. Водне, грунтове, повітряне середовище.

2.     Екологічний фактор. Класифікація екологічних факторів.

3.     Лімітуючі фактори. “Закон мінімуму” Лібіха.

4.     Взаємодія екофакторів.

 

Універсальній, або загальній екології підпорядковані два блоки екологічних досліджень: теоретична та практична екологія. Ці блоки поділяються на цілий ряд розділів і підрозділів. У теоретичну екологію входить розділ 1 – екологія живих організмів (із підрозділами екологія людини, екологія мікросвіту, екологія рослин та екологія тварин). Практична екологія об’єднує три розділи: 2- науки про охорону та раціональне використання природних ресурсів, 3 – науки про соціально-економічні фактори впливу на довкілля; 4 – науки про техногенні фактори забруднення довкілля.

Екологію можна умовно поділити на 5 великих підрозділів: аутекологію (екологію організмів), демекологію (екологію популяцій), синекологію (екологію угрупувань), біогеоценологію та біосферологію (глобальну екологію) Розглядаючи екологію як науку про взаємозв’язки і взаємозалежність всіх живих організмів з навколишнім середовищем, ми повинні розглянути поняття середовища, в якому взаємодіють живі організми.

Аутоекологія (факторіальна екологія). Організм, як елементарна частина живого світу, знаходиться під постійним впливом цілого ряду факторів. Іншими словами, життєдіяльність рослин, тварин та людини відбувається у певному середовищі. Середовище – це найбільш загальне поняття, ним позначається усе, що оточує даний об’єкт. Під середовищем життя живих організмів мається на увазі вся сукупність конкретних абіотичних та біотичних факторів, в яких живе дана особина, популяція, або вид. Отже, “середовище життя” означає все оточення, в якому відбувається діяльність людини та розвиток живої і неживої матерії. Слід відрізняти середовище життя рослин та тварин від середовища життя людини. Середовище життя людини включає в себе всі акваторії та території, що є місцем перебування і виробничої діяльності людини, тобто сюди відносяться всі компоненти біосфери, вся сукупність створених людиною технологічних об’єктів. У зв’язку з цим загальне середовище життя слід розділяти на природне та соціальне. Природне включає в себе об’єктивно існуюче середовище будь-якого живого організму, включаючи людину, а соціальне – сукупність суспільних, матеріальних та духовних умов існування та діяльності людини.

Природні компоненти середовища життя людини досить різноманітні. Оскільки людина є біосоціальною істотою, то вони відіграють важливу роль у його добробуті. Фізичні компоненти середовища, такі як географічне положення місцевості, наявність та якість таких природних ресурсів як вода, повітря – все це є умовою нормальної життєдіяльності. Важливим параметром оцінки якості природного середовища є його стійкість, стабільність усіх режимів природних факторів. Різкі відхилення природного середовища від його звичайного стану, як правило, розглядаються як стихійне лихо і катастрофа.

Середовище існування може мати відмінні по фізичним та хімічним властивостям умови.

Водне середовище. Вода – важливий екологічний фактор, що визначається її фізичними властивостями, зокрема прозорістю, щільністю, теплопровідністю та теплоємністю, а також в’язкістю. Водне середовище однофазне – в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою складну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних  речовин, а також із живих органічних тіл. Завдяки фізичним особливостям водного середовища тут сформувався особливий світ гідробіонтів з цілим спектром пристосувань( форма тіла, жирові відкладення, підвищенний вміст води в організмі тощо).

Грунтове середовище. Грунт, як ніяке інше середовище,- густо заселений різними тваринами і мікроорганізмами, залишаючись при цьому основним життєвим субстратом для рослин. В особливо сприятливих для життя умовах на 1м² шару грунту і підстилки налічується до 1,5 біліона найпростіших, близько 90% комах на тих чи інших стадіях свого онтогенезу пов’язані з грунтом. Різноманітний і багатий органічний світ грунту відіграє важливу роль у його трансформації. Прискорюючи загальний кругообіг речовин, грунтові редуценти, тобто тварини, які живляться мертвими органічними речовинами, що розкладаються, збагачують грунт органічними сполуками, покращують його фізичні властивості: структуру, водопроникність, аерацію, а, отже, умови мінерального і водного живлення рослин.

Повітряне середовище. Повітря як середовище існування малопридатне для існування в ньому живих організмів, насамперед через свої фізичні властивості. Тільки незначна кількість живих організмів пристосувалась до існування в специфічних умовах повітряного середовища. Переважна кількість організмів використовує повітряне середовище для пересування. Разом з тим, завдяки таким параметрам повітря як тиск, вологість, певний газовий склад, рух та напрямок вітру – відбуваються важливі біологічні процеси (фотосинтез, дихання, перенесення спор тощо).

Отже, поділ на типи середовища відбувається насамперед в залежності від фізико-хімічних властивостей  складових середовища, які забезпечують існування живого організму. Живий організм обумовлений наявністю речовин, які здатні забезпечувати йому всі необхідні  елементи для росту і розмноження. Тобто, для існування живого організму необхідний весь спектр екологічних факторів.

 

5.     Екологічний фактор – будь-який фактор середовища, що здатен в тій чи іншій мірі, прямим або непрямим способом впливати на живі організми, в період хоча б однієї фази індивідуального розвитку. Саме у визначенні екологічного фактору і криється системний підхід до вивчення закономірності функціонування як організму так і їх сукупності. Так, відсутність якогось фактору у визначений період існування може гальмувати процес відтворення або призупинити розвиток.

Екологічні фактори середовища, якими зв’язаний любий живий організм поділяються на дві категорії: абіотичні (фактори неживої природи) та біотичні (фактори живої природи).

Абіотичні – це сукупність кліматичних, грунтових (едафічних) а також топографічних факторів. Сюди також відносять потоки, хвилі тощо.

Біотичні – сукупність взаємовпливу життєдіяльності живих організмів на інші. Біотичний компонент можемо розділити на автотрофні і гетеротрофні організми.

В останні десятиріччя деяки вчені виокремлюють ще одну групу екологічних факторів, які можуть і змінюють умови існування та функціонування екосистем – антропогенні фактори.

Розглянемо ці фактори більш детально.

До головних кліматичних факторів відносяться: енергія сонця, освітленість, температура, вологість, газовий склад атмосфери, тиск.

Енергія сонця. Сонце є єдиним джерелом енергії на нашій планеті, світло у всіх його проявах є необхідним для життя. Світло є невід’ємною умовою процесу фотосинтезу, цикли живих організмів синхронізовані відповідно до конкретної пори руку(фотоперіоду) – сплячка, приліт і відліт птахів і т.і. Кількість променистої енергії яка проходить через атмосферу, є постійною величиною:1,98 до 2кал/см²Ххв., або 5Х10²⁰ Ккал в рік на всю поверхню земної кулі. Цю величину називають сонячною сталою. Освітленість земної поверхні, як витікаючий із попереднього фактору має більш концентровану форму на живий організм. Яскравим прикладом пристосування до різних параметрів освітленості є ярусність, коли в залежності від сонячного світла є ярусність, коли в залежності від кількості сонячного випромінювання організми закономірно займають певний ярус в системі. Отже, організми можна розділити на світлолюбиві та тіньовитривалі. Знання вимог організму до освітленості та енергії має неабиякий практичний інтерес, адже це є основою для впровадження нових сільськогосподарських культур, сортів.

Температура. До температури живі організми більш вибагливі, кожен окремий організм пристосований до конкретних температурних умов і може існувати тільки в певних межах,  до яких пристосовані  його метаболізм і структура. Живий організм здатний регулювати  температуру в певних межах, але різкі перепади температурного режиму можуть призвести до розладу функціонування організму, а інколи навіть до загибелі. Наведене свідчить, що живий організм може існувати тільки в певних температурних межах. У живих організмів є цілий ряд пристосувань, що дають змогу втримати температуру в певних межах: це потовиділення, товщина жирового відкладу, густина шерсті, тощо.

Вологість. Вода необхідна для життя і нерідко виступає лімітуючим фактором в наземних екосистемах. Вода є єдиним розчинником на нашій планеті завдяки якій відбувається транспорт речовин із навколишньої, неживої природи до живих організмів. На планеті Земля вода одночасно перебуває в трьох агрегатних станах – рідкому, твердому і пароподібному. В природі існує безперервний кругообіг води, так званий гідрологічний цикл.

Газовий склад атмосфери та тиск. Атмосфера є важливою частиною екосфери, з якою вона пов’язана біогеохімічними циклами, які включають газоподібні компоненти. Це, насамперед, кругообіг азоту, кисню, води. В результаті циркуляції атмосферних повітряних мас відбувається постійний перерозподіл водяної пари.

Едафічні (грунтові ) фактори. Це грунтові умови, що впливають на життя і поширення живих організмів. Як відомо, живі організми існують не лише в грунті, а й у місцях, де його ще немає:скелі, дюни, терикони, кар’єри.