Экологияны оқытудың теориялық негіздері

 

Глоссарий

Экология- адамның  тіршілік ортасы мен онымен қарым- қатынастары, табиғат және қоғам туралы ғылым.

Адам экологиясы- адам мен оны қоршаған ортасының  жеке, табиғаттың экономикалық, әлеуметтік қарым- қатынастарының ғылыми негіздегі  заңдылықтарын зерттейтін кешенді дисциплина.

Қоршаған орта- адамды қоршап тұрған және оның өмір сүруіне объективті әсер ете алатын, оның түрлі қажеттілігін (биологиялық, мәдени және басқадай) қанағаттандыра алатын объектілер бірлестігі.

Табиғи қоршаған орта- адамның  өмір сүру іс- әрекетіне және оның қажеттілігін қанағаттандыратын, тірі және өлі табиғат объектілерінің, өзін қоршаған ортасының бөліктері.

Вернадский В.И. – XX ғасырдың 20- жылдарында биосфера туралы тамаша ілім қалыптастырған орыстың (совет) белгілі  геологы.

Биосфера- Жер қабатының «тірі денелер», сондай- ақ «денелер» сияқты ұғымдарды ұстап тұратын бөлігі.

Геосфера- Жердің тірі емес бөліктері атмосфераны, гидросфераны және литосфераны біріктіретін географиялық бөлігі.

Биогеоценоз- тірі ағзалар  мен қоршаған ортадағы өлі компаненттердің белгілі бір географиялық территорияда өзара байланыстағы, ішінде біртекті және табиғи шектеулі биосфераның ең кіші құрылымдық бірлігі.

Биоценоз- белгілі территориядағы немесе акваториялардағы түрлердің  түрлі (жануарлардың, өсімдіктердің, микроорганизмдердің) дараларының өзара және қоршаған ортамен байланысып жатқан бірлестігі.

Экожүйе- бір-бірімен заңдылықты қарым-қатынаста болшатын, зат алмасу мен энергия мөлшерінің таралуымен байланысты, тіршілік ортасындағы әртүрлі  ағзалардың және өмір сүру талаптарының бірлестігі.

1.9. Постреквизиттері (оқытылатын  біліміне қолданатын тізімі).

Экология дүние таным  әдістемелері, жертану және өлкетану, ботаника мен зоология, жалпы биология, қазіргі заманға жаратылыстану  тұжырымдамаларымен пәнаралық байланыста.

 

Экология табиғат  туралы кешенді ұғымға жатады. Оқу  құралында қоршаған табиғи ортаны қорғаудың  мәселелері, экологияға байланысты проблемалар, деректер, мәліметтер, ұсыныстар және ғылыми теориялық негізде қарастырылып, жинақталған.

Оқулықтың әрбір бөлімінде, қайталауға арналған тапсырмалар, сұрақтар, рефераттар тақырыптары беріледі.

С. Аманжолов атындағы Шығыс  Қазақстан мемлекеттік университетінің  «Бастауышты оқыту педагогикасы мен әдістемесі» мамандығына  арналған.

 

 

1.Экологияны  оқытудың теориялық негіздері

1.1 Экология ұғымының  мазмұны

1.1.1 Курс мәні  мен міндеттері

 

        Экология  –тірі ағзалардың өзішілік және  оларды  қоршаған  органикалық  емес табиғатпен. органикалық жүйелермен  байланысы, олардың құрылысы мен  жүйелердің  қалыптасуы туралы  ғылым.

         Экология ғылым ретінде жер  бетіндегі тірі ағзалардың әртүрлілігі  мен олардың өмір сүру жағдайларының  ерекшеліктері туралы көптеген  деректер жинақталған соң ғана, өткен жүзжылдықтың  ортасында  ғана қалыптасқан ғылымдар қатарында.  «Экология» деген терминді алғаш рет белгілі неміс  зоологі Э.Геккель (1866 жылы) енгізді.

          Жер бетіндегі тіршіліктің ерекшеліктері,  олардың сыртқы орта жағдайларына  тәуелділігі, жан –жануарлар  мен  өсімдіктердің жер бетіне  таралуы мен ерекшеліктері туралы  мәліметтер өте ерте кезден – ақ жинақталған.Тіпті Аристотель (біздің э.д. 384-322 ғ.) 500 – ден астам жануарлардың өзіне белгілі болған түрлері мен олардың мінез – құлық ерекшеліктері туралы, балықтар тіршілігіндегі  қысқы ұйқыға кету мен көбею кезіндегі өрістеулері, құстардың суық мезгіл жақындағанда жылы жаққа қоныс ауыстыруы, жануарлардың тіршіліктегі іс-әрекеттері, көкектің паразиттік тіршілік нышаны мен каракатицалардың өзін -өзі қорғау ретіндегі өзгерістік іс-әрекеттері  жайында көптеген мәліметтер қалдырған екен. Аристотельдің оқушысы, «ботаниканың атасы» атанған Теофраст Эрезийский  (б.э.д. 371-280 ғ.) өсімдіктердің  топырақ пен тұрғылықты жер климатына байланысты  формалары мен өсу ерекшеліктерін салыстыра келе, олардың өсу  ортасына тәуелділігін  атап көрсетеді.

       Алғашқы  систематиктер А.Цезальпин (1519-1603), Д.Рой (1623-1705), Ж.Турнефор (1656-1708)  және  басқалар өсімдіктің  өсу ортасына  және оған жасалған жағдайларға,  өнуіне және  отырғызу ерекшеліктеріне,  өсірілген жеріне және қоректенуіне  тікелей байланысты деп атап көрсеткен.

        17-18 ғасырдағы  экологиялық мәліметтер  А.Реомюр еңбектерінде жәндіктер  (1734), Л.Трамбле еңбектерінде  гидра  мен тышқандар (1744) жайында сақталған.

       18 ғасырдағы  С.Т.Крашенинников, И.И.Лепехин, П.С.Паллас еңбектеріндегі мәліметтер  жергілікті Ресей жерінің әртүрлі бөліктеріндегі  өсімдіктер мен жануарлар  дүниесінің климатпен өзара тығыз байланысы айтылады.

       Жануарлардың  құрылысына сыртқы ортаның әсері  жайында 18 ғасырдың екінші жартысындағы  француз жаратылыстанушы Бюффон (1707-1788) еңбектеріндеде жазылған.

        Эволюциялық  ғылымның  бірінші авторы болып  саналатын Жан-Батис Ламарк (1744-1829), жан-жануарлар мен өсімдіктердің  эволюциялық дамуында «сыртқы  жағдайлар» - ағзаның бейімделушілік  қасиеттерінің негізгі себептерінің бірі деп атап көрсеткен.

         19 ғасыр: А.Гумбольт (1807),ғылымғы   ландшафт «физиономиясын» өсімдіктердің  сыртқы қалпымен анықтауға болады  деген пікір енгізді.

        Сондай-ақ  экологиялық мәліметтер К.Ф.Рулье  (1814-1858), Н.А.Северцов (1827-1885) еңбектерінде де беріледі.

        1859 жылы  Ч.Дарвин, тірі ағзалардың өзара  қарым-қатынасы және олардың сыртқы  ортадағы  неорганикалық компаненттерімен  байланысы («тіршілік үшін күрес») – ғылымдағы өзалдына жеке  қаралатын бөлім  екендігін дәлелдеді.

        Даттық  ботаник Е.Варминг өсімдіктің  тіршілік формалары  деген  ұғымды негіздеді.

        Неміс  гидробиологі К.Мебиус (1877) биоценоз  туралы  ұғымды енгізді.

       20 ғасырдың  басында гидробиолгтардың, фитоценологтардың,  ботаниктер мен зоологтардың жеке экологиялық мектептері  шығып, әрқайсысы осы саладағы өздері меңгерген мәселелер туралы экология ғылымының сол сала бойынша негізін салды: мысалы, СССР-да  В.Н Сукачев, Б.А.Келлер, В.В.Алехин, Л.П.Шенниковтардың, шет елдерде : Америкада Ф.Клементс, Данияда  К.Раукиер, Швецияда Г.Дю Рие, Швейцарияда И.Браун-Бланкалар болды.

       1938 жылы  Д.Н.Кашкаров елімізде бірінші  рет жануарлар экологиясы негіздері   оқулығын басып шығарды.

       Популяциялық  экологияның негізін салушы Элтон  (1927) болды.Ал 1935 жылы ағылшын ғалымы А.Тенсли экожүйе ұғымын ұсынса, 1942 жылы В.Н.Сухачев биогеоценоз туралы пікірлердің негізін қалады.

       20 ғасырда  белгілі жаратыластану   биосфера  туралы ғылыми еңбегін жасады.

       1964 жылдан  бастап барлық елдер экологтары халықаралық биологиялық бағдарлама (ХББ) бойынша жұмыс істейді.

 

1. 1. 2 Биоценоздың құрылымы

Кез келген жүйенің  құрылымы- оның бөлімдерінің байланысы  мен қатынастарыныңзаңдылытарында. Биоценоздың құрылымы кпжақты, олар мынандай аспектыларды бөледі.

Биоценоздың түрлік құрылымы- бұл ондағы әртүрлі түрлердің олардың сандық немесе массалық қатынасы. Биоценоздың бай және кедей түрлерін бөледі.

Жеке түрлердің ролін  анықтау үшін олардың сандық сапасын  анықтап, санақ жүргізп алады:

Түрдің өте  көп болуы- бір түрдің белгілі бір аудан көлемінде қаншалықты жинақталуында, мысалы, шаянтектестердің 1 дмі суда немесе тоғандардағы саны.

Кездесетін  жиілігі биоценоздағы сол түрдің қаншалықты біртекті немесе әртүрлі тралуында.

Доминантталу  көрсеткіші- қарастырылып отырған бір түрдің топтағы барлық түрлердің жалпы санына ара қатынасымен өлшенеді.

Биоценоздың кеқістіктік  құрылымы оның өсімдіктік бөлімінің- фтоценоз, жерүсті және жерасты өсімдік  массаларының қосындысымен анықталады.

Фитоценоз үшін ярусты және мозаикалық қосалыс тән.

Ярусты дегеніміз- жерүсті өсімдіктерінің бірнеше қабаттағы таралуы (ағаштекті, бұталы, шөптесін және мүктектілер ярусы ) және басқалар.

Мозаикалыққа- өсімдіктердің горизонтальды бағыттағы таралуы (микротоптардағы, микроценоздар, парцелдар және т. б.).

Биоценоздың экологиялық  құылымы. Биоценоздың бірлестіктің экологиялық құрылымын сипаттайтын  түрлі типтері ағзаның экологиялық  топтарының қатынасымен анықталады.

 

1. 1. 3 Экожүйелер

Әрбір биогеоценоз  негізнен екі құрылымды бөліктен, сол аймақтағы тіршілік етуші тірі ағзалардан және сол ағзалар тіршілік ететін орта жғдайларының әсерінің жиынтығынан тұрады. Олардың арасында тығыз

1. 2. Ағза  және орта

1. 2. 1 Ағза және орта.

       Ағза - француздың – organisme, латынша  -  organiso – құрамын, сыртқы құрылым беремін деген сөздеріндегі мағынаны береді.

      Кең көлемде  алатын болсақ, тірі ағза- дегеніміз,бір-бірімен  байланыста болатын және бір-біріне  бағыныңқы болатын элементтерден  тұратын және олардың өзара  байланыстары мен құрылысы  біртұтас  құрылымды беретін биологиялық жүйе болып саналады.

       Ағза  деген ұғымға тек жеке даралар  (индивидтер) ғана емес, колониямен  өмір сүретін (колониялы ағзалар),отбасы (жануарлардағы), популяция, биоценоз  және тағы басқаларда кіреді.

      Қысқаша  алғанда, ағза-дара, индивидиум, «тірі дене».

      Тіршілік  ортасы –ол, табиғаттың тірі  ағзаны қоршап тұрған және  онымен тікелей  өзара байланыстағы  бөлігі.Тірі ағзалар өте күрделі  және ауыспалы өмірде тіршілік  етеді, олар сол ортаның   әсеріне байланысты үнемі өзгереді,тіршілік әрекеттерін үнемі өзгертіп отырады.Ағзалардың ортаға бейімделушілігі – адаптация деп аталады.

      Ортаның  ағзаға әсер етуші жекеленген  бөліктері мен құрылымы – экологиялық  факторлар деп аталады.Экологиялық  факторлар табиғаты жағынан және  ағзаға әсер ету әрекеттері жағынан әртүрлі болады.

      Абиотикалық  факторлар- табиғаттың  өлі элементтері:  температура, жарық, радиоактивті  сәулену, қысым, ауаның ылғалдылығы,  судың құрамындағы тұздар, жел,  ағымдар, жергілікті жер релефтары  және т.б.

      Биотикалық факторлар – бұл тірі  денелердің бір – біріне  тигізетін әсерлері.

      Антропогендік  факторлар – адамның  табиғат  компоненттеріне  әсер еткен  іс-әрекеті (оңды немесе теріс  әсерлер).

 

 

1. 2. 2 Орта факторлары және олардың  ағзаға

әсері.

      Тірі ағзаларға экологиялық факторлардың  әсер етуші жалпы заңдылықтары:

1.Оптимум Заңы.

2.Әсер етуші фактордың   түрлі  функцияларға әсерінің  бір жақты болмауы. 3.Өзгергіштік,  вариабелділік  және  түрдің  жеке даралардың орта  факторларының  әрекетіне  жауап қайтару реакциясының  әр түрлі болуы.

4.Әсер етуші әр факторларға  түрлер әр түрлі жолдармен  бір – бірімен байланыссыз,  өз бетінше  бейімделуі.

5.Жеке  түрлердің  экологиялық  спекторы төмендемейді. Әр түрдің  өзіндік экологиялық мүмкіншіліктері  бар. 

6. Факторлардың өзара байланысы.

7. Факторларды шектеу  ережелері.

       Негізгі  абиотикалық факторды және  ағзаның  оған  адаптациялануын қарастырайық.

       Жарық . Күн сәулелерінің спекторының  әртүрлі бөліктеріндегі сәулелену ағзаға әртүрлі жағдайда әсер етеді:

       Көрінетін   жарық  өсімдіктерге оларда  жүретін фотосинтез процесі үшін  қажет.Түрлерді жарықсүйгіш (Фотофилдер) және көлеңкесүйгіш (фотофобтар) деп бөледі.

       Ұзынтолқынды  ультрокүлгін сәулелерге (УКС) өте  белсенділік тән. Олардың көп  мөлшері  қауыпті, ал аз мөлшерде  көптеген түрлерге -  өте қажет.Олар өте күшті бактерицидті әсер етеді, антирахитік дәрумен Д түрінде қабылданады, терінің күюін (терінің қорғаныштық реакциясы) қамтамасыз етсе, инфрақызыл түсті ұзындығы 750 нм.-ге жететін ұзын толқындар  ағзаны  жылулықпен қамтиды.

      Жасыл өсімдіктер  өміріндегі жарықтың ролі:

1).Хлорофиллдің  пайда  болуы (фотосинтез).

2).Лептесіктердің жұмысын   қалыптастырады (газ алмасу және  транспирация), ферменттердің белсенділігін  арттырады,ақуыз және нуклеин қышқылдарының  биосинтезін  жақсартады.

3).Жасушаның бөлінуі мен  созылуына, өсуіне  және өсімдіктің  дамуына  әсер етеді,  жемісберу  мен гүлдеу мезгілдерін анықтайды,  сонымен бірге өсімдіктердің  формасының қалыптасуына да әсер  етеді.

      Жарыққа  байланысты  болатын экологиялық топтар:

      1. Жарық  сүйгіштер (жарықтағы) – гелиофиттер.

      2.Көлеңке  сүйгіштер (көлеңкедегілер) – сциофиттер.

      3.Көлдеңкеге  төзімділер – факультативті   гелиофиттер.