Лекция 1 История науки. Предмет экологии. Направления экологии. Подходы и методы экологии

ПРАВИЛО ДЕСЯТИ ПРОЦЕНТОВ - среднемаксимальный переход с одного

трофического уровня экологической пирамиды на другой 10% (от 7 до 17%) энергии
(или вещества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы (и теряющего энергию трофического уровня) последствиям.
ПРАВИЛО ЗАМЕЩЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ (В. В. Алёхина) — любое условие среды в некоторой степени может замещаться другим, следовательно, внутренние причины экологических явлений при аналогичном внешнем аффекте могут быть различными. Напр., климатические факторы могут замещаться биотическими - вечнозеленые виды южных растений в более континентальном климате способны расти в подлеске под защитой верхних ярусов (т. е. в создаваемом ими биоклимате).
ПРАВИЛО ИНТЕГРАЛЬНОГО РЕСУРСА - при использовании конкретных природных систем конкурирующие отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом. Напр., в водном хозяйстве гидроэнергетика, транспорт, коммунальное хозяйство, орошаемое земледелие н рыбная промышленность связаны таким образом, что в наименее выигрышном положении оказывается промысел рыбы. Чем полнее гидроэнергетическое использование вод, тем сложнее ведение др. отраслей водного хозяйства; развитие водного транспорта осложняет др. способы использования воды, разбор ее на орошение также вызывает затруднения в сопряженных формах эксплуатации вод.
ПРАВИЛО МАКСИМАЛЬНОГО «ДАВЛЕНИЯ ЖИЗНИ» - организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число. «Давление жизни» ограничено емкостью среды и действием привил взаимоприспособленности, внутренней непротиворечивости и соответствия среды генетической предопределенности организма. Если генетические возможности вида близки к исчерпанию, он сначала делается малочисленным (следует учитывать отсутствие или наличие фактора истребления), а зачем вымирает. Необходимо принимать во внимание волны численности, могущие ввести в заблуждение.
ПРАВИЛО МЕРЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ - в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания
(самоорганизации и саморегуляции). Надсистема высокого уровня иерархии может поддерживать некоторые подсистемы разрушенной системы низшего уровня, но не восстанавливать их. Напр., черноземы, возникшие в результате зонального биогеоценотического процесса в лугостепях и лесостепях с их распашкой, зонально поддерживаются, но постепенно деградируют, сохраняя при этом тенденцию к восстановлению лишь при создании естественных условий их образования.
ПРАВИЛО ОБЯЗАТЕЛЬНОСТИ ЗАПОЛНЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НИШ — пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Пустующих экологических ниш в экосистеме нет. Напр., в бамбучниках Юж. Сахалина нет мелких хищников (эти зверьки тут приурочены к долинам многочисленных рек и на водоразделы практически не заходят). Их экологическая ниша заполнена живущими в природе серыми крысами — грызунами, обладающими хищными наклонностями.
В связи с возможностью существования псевдопустующих экологических ниш не следует торопиться с выводами о возможности наполнения этих ниш путем акклиматизации
(интродукции) видов.
Акклиматизационные и

реакклиматизационные работы будут эффективны лишь при действительном наличии свободных экологических ниш. Попытки интродуцировать виды в псевдопустующие ниши приносят значительный социально-экономический ущерб.
Напр., с акклиматизированной в европейской части России дальневосточной пчелой были занесены клещи, погубившие немало пчелосемей. Другая сторона проблемы - освобождение экологических ниш в результате борьбы с вредителями, когда возникают формы еще более опасные. Примером служит возникновение новых заболеваний, напр. типа СПИДа, который был гипотетически предсказан задолго до выявления болезни как гриппоподобный вирус с высокой летальностью заболевших. Основанием предсказания служило то, что победа над многими инфекционными болезнями человека высвободила экологические ниши, которые неминуемо должны были быть заполнены. Было предположено, что одна из экологических ниш будет заполнена вирусом с высокой степенью изменчивости.
Вирус гриппа имеет частоту мутаций 1:10 5
при средней нормальной частоте процесса
1:10 6
. Вирус СПИДа еще более изменчив - у него регистрируется частота мутаций
1:10 4
ПРАВИЛО ОДНОГО ПРОЦЕНТА - изменение энергетики природной системы в пределах 1% (от немногих десятых до, как исключение, единиц процентов) выводит природную систему из равновесного (квазистационарного) состояния. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процессе глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% от энергии солнечного излучения, падающею на поверхность нашей планеты. Переход энергетики процесса за это значение обычно приводит к существенным аномалиям — резким климатическим отклонениям, переменам в характере растительности, крупным лесным и степным пожарам.
ПРАВИЛО ОСТРОВНОГО ИЗМЕЛЬЧАНИЯ - особи видов животных, обитающих на островах, как правило, мельче т а ки х же материковых особей, живущих в аналогичных условиях. Отсюда важность определения минимальной площади заповедников.
ПРАВИЛО (неизбежных) ЦЕПНЫХ РЕАКЦИЙ «ЖЕСТКОГО» УПРАВЛЕНИЯ
ПРИРОДОЙ — «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. Действие этого правила связано прежде всего с тем, что грубое,
«хирургическое» вмешательство в жизнь природных систем вызывает действие закона внутреннего динамического равновесия и значительное увеличение энергетических затрат на поддержание природных процессов.
ПРИНЦИП АГРЕГАЦИИ ОСОБЕЙ (В. Олли) - агрегация (скопление) особей усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышенной способности группы в целом к выживанию. Следовательно, как
«перенаселенность» (повышенная агрегация особей), так и «недонаселенность»
(отсутствие агрегации) могут служить лимитирующими факторами. П. а. о. диктует необходимость оптимальной густоты посевов, особенно в условиях полей, засоренных сорняками.
ПРИНЦИП ЕСТЕСТВЕННОСТИ (или принцип старого автомобиля») - технические системы управления природой со временем требуют нее большего вложения средств,

вплоть до нерациональности поддержания их, и потому естественные («мягкие») формы управления и конечном итоге всегда эффективнее технических («жестких»).
ПРИНЦИП ИСКЛЮЧЕНИЯ Г. Ф. ГАУЗЕ (теорема Гаузе) — два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т. е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу. В связи с этим принципом любые два вида с идентичными экологическими потребностями бывают разобщены в пространстве или во времени (живут в разных биотопах, ярусах леса; одни ведут ночной или сумеречный, другие - дневной образ жизни).
При жесткой ограниченности возможностей пространственно-временного разобщения один из видов вырабатывает новую экологическую нишу или исчезает.
ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ - БРАУНА - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
ПРИНЦИП НУЛЕВОГО МАКСИМУМ А - экосистема в сукцессионном развитии стремится к образованию наибольшей биомассы при наименьшей биологической продуктивности. Климаксовые экосистемы, как правило, обладают максимальной биомассой и минимальной практически нулевой продуктивностью, т.е. термодинамически они наиболее рациональны.
ПРИНЦИП ОСНОВАТЕЛЯ — единичные особи — основатели новой колонии или популяции — несут в себе лишь часть общей генетической информации, присущей виду.
Экологический смысл этого общебиологического принципа в том, что сокращение численности особей видов, их исчезновение в природных островках, а затем заселение этих островков единичными пионерными особями-основателями, постепенно ведет к потере генетической информации. В конечном счете может произойти деградация видов и составленных ими биотических сообществ.
ПРИНЦИП РЕДИ — живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница.
ПРИНЦИП СОСУЩЕСТВОВАНИЯ («парадокс Дж. Хатчинсона» ) два вида могут сосуществовать к одной экологическои нише, и если близкие виды вынуждены использовать одни и те же ресурсы, то естественный отбор может благоприятствовать их сосуществованию, и они способны эволюционировать в одном и том же направлении.
ПРИНЦИПЫ СВЯЗИ БИОТОП - БИОЦЕНОЗ: 1) принцип разнообразия (А.
Тинемана) - чем разнообразнее условия биотопа, тем больше видов в биоценозе; 2) принцип отклонения условий (А. Тинемана) - чем выше отклонения условий биотопа от нормы, тем беднее видами и специфичнее биоценоз, а численность особей отдельных составляющих его видов выше; 3) принцип плавности изменения среды (Г. М. Ф. Ранца) - чем плавнее изменяются условия среды в биотопе и чем дольше он остается неизменным, тем богаче видами биоценоз и тем более он уравновешен и стабилен: 4) принцип видо - родового представительства (И. Иллиеса) - поскольку два даже близкородственных вида не могут занимать одинаковые экологические ниши в одном биотопе, богатые видами роды обычно представлены в биоценозе единственным своим представителем.

ВОПРОСЫ ПО ЭКОЛОГИИ
1.
Предмет изучения экологии. Основные направления экологии. История становления науки экология.
2.
Экологическая система, ее основные компоненты. Биогеоценоз. Биоценоз. Биотоп.
Свойства экологических систем и принципы их функционирования.
3.
Биота, биома, биохор. Вертикальная и горизонтальная структура экосистем.
4.
Естественные и антропогенные экосистемы.
5.
Трофические цепи. Продуценты, автотрофный тип питания. Консументы, гетеротрофный тип питания.
6.
Экологические пирамиды. Правило 10%. Правило 1%.
7.
Продуктивность экологических систем. Первичная и вторичная продуктивность.
8.
Эволюция экосистем. Экологические сукцессии. Гомеостаз экосистем.
9.
Экологическая ниша. Закон Гаузе. Объем и напряженность конкуренции.
10.
Абиотические факторы окружающей среды.
11.
Лимитирующие факторы окружающей среды. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда. Комплексное воздействие факторов. Закон действия факторов. Оптимум и пессимум ареала.
12.
Механизмы адаптации. Активная и пассивная адаптация. Гомеостаз.
13.
Адаптация к высоким и низким температурам. Гомойотермные и пойкилотермные организмы. Механизмы теплоотдачи.
14.
Адаптация к засушливым и влажным местам обитания. Механизмы осморегуляции.
15.
Экологическое значение кислорода в атмосфере. Влияние концентрации кислорода на живые организмы. Аэробная и анаэробная форма жизни.
16.
Экологическое значение света. Фотопериодизм. Циркадные ритмы. Цирканнуальные ритмы.
17.
Внутривидовые биотические факторы: демографические и этологические. Кривые роста. Выживаемость. r – и k – стратегии популяции.
18.
Отрицательные межвидовые факторы: паразитизм; жертва – хищник; конкуренция, аменсализм, аллелопатия.
19.
Положительные межвидовые факторы: симбиоз, мутуализм, комменсализм.
20.
Понятие популяции, структура, динамика и гомеостаз популяций. Принципы действия биотоп-биоценоз.
21.
Биосфера, ее состав, строение. Функции биосферы. Учение Вернадского о биосфере.
Живое, косное, биогенное и биокосное вещество биосферы.
22.
Ноосфера, техносфера. Концепция устойчивого развития.
23.
Гидросфера как часть биосферы; проблемы.
24.
Литосфера как часть биосферы; проблемы. Эрозия почв.
25.
Атмосфера как часть биосферы; проблемы.
26.
Глобальные экологические проблемы. Химизм процессов разрушения озонового слоя и образования кислотных дождей. Парниковый эффект.
27.
Круговорот биогенов в биосфере. Основные типы биогеохимических круговоротов в биосфере. Биогеохимические принципы Вернадского В.И.
28.
Глобальные и локальные круговороты воды в биосфере.
29.
Биогеохимический цикл углерода.
30.
Биогеохимический цикл азота.
31.
Биогеохимические циклы фосфора, серы и минеральных веществ.
32.
Особенности круговорота ксенобиотиков в биосфере.
33.
Нарушение биогеохимических круговоротов человеком. Возврат веществ в круговорот.
34.
Эволюция биосферы.
35.
Основы экологического нормирования.

36.
Здоровье человека и окружающая среда. Экологозависимые заболевания.
37.
Региональные экологические проблемы.
38.
Экологический риск. Факторы экологического риска.
39.
Источники загрязнения среды обитания.
40.
Особо охраняемые территории.
41.
Правительственные и не правительственные экологические организации.
Международные организации в деле охраны окружающей среды. Решение глобальных экологических проблем на межправительственном уровне.
42.
Экологическое образование и воспитание.
43.
Альтернативная энергетика.
44.
Демографические проблемы. Продовольственная проблема. Влияние роста населения на окружающую среду.
45.
Основы экологического права.
46.
Инженерная защита среды обитания.
47.
Управление качеством среды обитания. Экологический контроль. Экологическая паспортизация. Экологическая экспертиза и аудит.
48.
Мониторинг окружающей среды. Организмы – индикаторы состояния окружающей среды.
49.
Основы экономики природопользования. Кадастры земельные и лесные. Бонитет.
50.
Методы в экологии. Математические модели в экологии.

1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   20