Лекции по "Экологии"

Түрдің алуан түрлілігін бағалау  үшін басқа да көрсеткіштер қолданады:

• Түрдің молшылығы – аталған түр дараларының қоныстанған кеңістігі немесе аудан бірлігіне шаққандағы саны;
• Доминанттау дәрежесі – аталған түр даралары санының қарастырылатын топтың барлық дарларының жалпы санына қатынасы;
• Кездесу жиілігі - түр кездесетін санақ жүргізілетін аймақтар немесе үлгілер санының барлық үлгілер санына пайыздық қатынасы.

Биоценоздың ішінде консорциялар деп  аталатын ерекше құрылымды жүйелер  болады. Консорциялар дегеніміз - өз айналасында белгілі микроорта түзе алатын, консорцияның орталық мүшесі болып табылатын қандай да болмасын белгілі бір түр дарасы ағзасының сыртында немесе ішінде мекендейтін әртүрлі ағзалардың тобы. Консорцияның қалған мүшелері одан да кіші консорциялар құра алады, яғни І, ІІ, ІІІ, т.б. консорцияларды бөлуге болады.

Кеңістіктік құрылым дегеніміз - әртүрлі түрлердің кеңістікте горизонталды немесе вертикалды бағытта таралуы. Оның екі түрі белгілі:

1. Ярустылық - вертикалды биоценоз құрылымы;
2. Мозаикалық - горизонталды биоценоз құрылымы.

Ярустылық қоңыржай және тропиктік белдеулердің ормандарында айқын байқалады.

Аудандық мозаикалық түрлер алуан түрлілігіне, олардың сапалы қарым-қатынасына, ландшафт және топырақ жағдайларының өзгерісіне байланысты болады.

Экологиялық бірлестік - әртүрлі экологиялық топтар ағзаларының қатынасы. Ұқсас экологиялық құрылымы бар биоценоздардың әртүрлі түрлік құрамы болуы мүмкін. Ол сол бір экологиялық қуыстарды экологиясы жөнінен ұқсас, бірақ туыс емес түрлердің қоныстану мүмкіндігіне байланысты. Мұндай түрлерді алмастырушы немесе викариялаушы түрлер деп атайды.

Биоценоздың маңызды сипаттамалары:

1. Консорция;
2. Синузия;
3. Парцелла.

Синузия - кеңістікпен шектелген биоценоздың вертикальды бунақталуындағы құрылымдық бөлігі. Кеңістіктік синузия көкжиекпен, биоценоз ярусымен, қабатымен сай келуі мүмкін. Мысалы, қарағайлы орманда шыршаның, жасыл мүктің және т.б. синузиясын атап көрсетуге болады.

Ағзалар арасындағы байланыс типтері:

1. Трофикалық байланыстар бір түр екінші түрмен, оның қалдығымен, тіршілік өнімдерімен қоректенетін жануарлар арасында пайда болады. Оның екі түрі белгілі:

А) Тура трофикалық байланыс (арыстандардың антилопалармен, гиеналардың өліктермен,   қоңыздардың тұяқтылардың экскременттерімен қоректенуі);

Ә) Жанама қоректік байланыс (әртүрлі  түрлердің бір қорек үшін бәсекелесуінің нәтижесінде пайда болады). 

2. Топикалық байланыстар бір түрдің әсерінен басқа бір түрдің тіршілік жағдайларының өзгеруі нәтижесінде пайда болады. Мысалы, қылқанжапырақты орманда, әдетте шөптесін өсімдіктер жамылғысы болмайды.
3. Форикалық байланыстар бір түр басқа бір түрдің таралуына қатысқанда пайда болады. Жануарлардың өсімдік тұқымдарын, тозаңдарын және спораларын тасымалдауы зоохория, ал ұсақ дараларды - форезия деп аталады.
4. Фабрикалық байланыстардың мәні бір түрдің өз құрылысына басқа бір түрдің қалдықтарын, өліктерін, тіпті тірі дараларын пайдалануында. Мысалы, құстар ұя салу үшін ағаш бұтақтарын, шөп, басқа құстардың мамықтарын пайдаланады.

Ағзалар арасындағы қатынастардың  типтері:

- Нейтрализм – оң да, теріс  те зардаптары жоқ бір территорияда  екі түрдің бірге тіршілік  етуі (мысалы, бұғылар мен тиіндер);

- Протокооперация – барлық қатысушылар да пайда көретін, ағзалардың өзара тиімді, бірақ міндетті емес бірге тіршілік етуі;

- Мутуализм (облигатты симбиоз)  – екі ағзаның біреуі немесе  екеуі де бір-бірінсіз тіршілік  ете алмайтындай өзара пайдалы  тіршілік етуі (мысалы, шөпқоректі  тұяқтылар және целлюлоза ыдыратушы бактериялар);

- Комменсализм – бірге тіршілік  етуден екі ағзаның біреуіне  пайдалы, ал екіншісіне пайдасы  да, зияны да жоқ қарым-қатынас;

- Жыртқыштық - екі ағзаның біреуі (жыртқыш) екіншісін (жемтік) өлтіріп,  қорегіне пайдаланғанда түзілетін қарым-қатынас. Оның ерекше формасы – каннибализм өз түрінің дараларын өлтіріп, қорекке пайдалану нәтижесінде пайда болады;

- Паразитизм – паразит өз  иесін өлтірмей, ұзақ уақыт бойы  тіршілік ортасы және қорек  көзі ретінде пайдаланғанда түзілетін қарым-қатынас (вирустар, патогенді бактриялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар, паразит құрттар, т.б.);

- Бәсеке – ағзалар бір-бірімен  қоршаған ортаның бірдей ресурстарына  мұқтаждық кезінде таласуынан  туындайтын қарым-қатынастар;

- Аменсализм – екі ағзаның біреуі екіншісінің тіршілігін бәсендетіп, бірақ өзіне екіншісінен ешқандай теріс әсер байқалмағанда түзілетін қарым-қатынас.

 

 

 

Дәріс №6 Экожүйе

 Кез келген биоценоз биотоппен  бірігіп, одан да жоғары деңгейдегі  биологиялық жүйе – биогеоценозды  түзеді. 1935 жылы  А.Тенсли ұсынған «Экожүйе» ұғымына  жақын.  Экожүйе дегеніміз – зат, энергия және ақпараттар  алмасу нәтижесінде  біртұтас ретінде тіршілік ететін кез келген өзара әрекеттесуші тірі ағзалар мен қоршаған орта жағдайларынының жиынтығы.  Кең қолданылып жүрген құрылымдық жіктелу бойынша ғаламшарды төмендегі экожүйелерге бөледі:

1. Құрлық экожүйелері 

2. Тұщы су экожүйелері 

3. Теңіз экожүйелері 

 Трофикалық құрылым  тұрғысынан  қарастыратын болсақ, экожүйені  Ю.Одум бойынша екі  ярусқа  бөлуге болады: автотрофты және гетеротрофты.

1. Жоғарғы автотрофты ярус –  немесе жасыл белдік, бұл өсімдіктерден  немесе хлорофилі бар өсімдік  бөліктері, бұлар жарық энергиясын  фиксациялау нәтижесінде қарапайым  бейорганикалық заттардан  күрделі  органикалық қосылыстардың жинақталуы.

2. Төменгі гетеротрофты ярус  немесе топырақ пен жауын-шашыннан, қарашірінділерден, тамырлардан  тұратын қоңыр ярус, мұнда ыдырау, трансформация және күрделі қосылыстардың  бөлінуі сияқты процестер   жүріп жатады.

Биологиялық құрылым тұрғысынан  экожүйедегі келесі компоненттерді бөліп көрсетуге болады:

1. Бейорганикалық заттар. Зат айналымға қатысады.  (СО₂, Н₂О, N₂, O₂ минералды тұздар)
2. Органикалық заттар. Биотикалық және абиотикалық бөліктерді бір-бірімен байланыстырады. (ақуыздар, көмірсулар, липидтер, гумус заттары және т.б.)
3. Әуе, су және субстратты орталар.  Абиотикалық факторлардан тұрады.
4. Продуценттер – автотрофты ағзалар, фотосинтез немесе хемосинтез әсерінен бейорганикалық заттардан органикалық заттар жасауға қабілетті ағзалар.
5. Консументтер (макроконсументтер, микроконсументтер, фаготрофтар) - гетеротрофты ағзалар, продуценттердің немесе басқа  консументтердің органикалық заттарын пайдаланады. (жануарлар, гетеротрофты өсімдіктер,  кейбір микроорганизмдер). Консументтер екі топқа бөлінеді.  бірінші ретті консументтер  (фитофагтар, сапрофагтар) және екінші реттік консументтер (зоофагтар, некрофагтар) және т.б.
6. Редуценттер (микроконсументтер, деструкторлар, сапроторфтар, осмотрофтар) – органикалық қалдықтармен қоректеніп оларды ыдыраутшылар.

Қоректену әдісіне байланысты барлық ағзалар автотрофтар және гетеротрофтар  болып бөлінеді.

 Автотрофтар (грек тілінен  аударғанда  аутос - өзім) – бейорганикалық  заттардың органикалық заттарға  айналуын жүзеге асырады.  (жасыл  өсімдіктер мен кейбір микроорганизмдер).

Гетеротрофтар (грек тілінен аударғанда  гетерос - әр түрлі) – дайын органикалық  заттармен қоректенетін ағзалар. (жоғары сатыдағы паразит-өсімдіктер, саңырауқұлақтар, кейбір микрорганизмдер, барлық жануарлар  мен адам.).

Осы қатынастар белгілі бір организмдердің тобын біріктіріп отырады. 

Биоценоздағы қоректік тізбектердегі  ағзалар бір-біріне заттар мен жасыл  өсімдіктер жинаған энергияны  беріп  отырады. Экожүйедегі ағзалар трофтық (қоректік) байланыстарына қарай продуценттер, консументтер және редуценттер болып үш топқа бөлінеді.

1. Продуценттер немесе бірінші ретті өндірушілер – автотрофты ағзалар – планетаның  бүкіл тірі дүниесін органикалық затпен қамтамассыз  ететін жасыл өсімдіктердің жиынтығы.
2. Консументтер (латын тілінен аударғанда консумо – пайдалану) – гетеротрофты ағзалар, өндірушілер  түзген органикалық заттармен қоректенеді.
3. Редуценттер (латын тілінен аударғанда редусеус – қалпына келтіруші) органикалық затарды ыдыратушы және оларды бейорганикалық заттарға айналдырушы ағзалар. Редуцентерге бктериялар, саңырауқұлақтар, сапрофиттер.

Энергия тасымалдау кезінде қоректік тізбектердегі  қатынастар нәтижесінде  әрбір  бірлестік  белгілі бір  трофтық құрылымға  ие болады.  Оларды экологиялық пирамида түрінде  кескіндеуге болады. Бұл құбылысты зертттеген Ч.Элтон (1927ж) экологиялық пирамиданың үш негізгі типін бөліп көрсетеді. 

1. Сандар пирамидасы әр түрлі  трофтық  деңгейдегі ағзалардың санын  көрсетеді. Орманның жайылымдық қоректік тізбегінде, продуцент – ағаш, ал бірінші ретті консумент – бунақденелілер болғанда, бірінші реттік консументердің  деңгейі  саны жағынан өндірушілер деңгейімен салыстырғанда  байланысты.  Бұл кезде сандар пирамидасы кері болады.
2. Биомассалар пирамидасы  әр түрлі  трофтық деңгейдегі  тірі заттың жалпы  құрғақ массасын  сипаттайды. Өндірушілер өте ұсақ және консументері ірі болған экожүйелерде  соңғысының  жалпы массасы барлық кезде продуценттердің жалпы массасының жоғары  болады, яғни биомасса пирамидасы да кері болады.
3. Энергия пирамидасы  кезекті қоректік деңгейлердегі энергия ағынының  шамасын немесе  өнімділігін көрсетеді. Энергетикалық пирамида  барлық кезде  жоғары  қарай сүйірленеді.  Бірақ тамақпен бірге  жүйеге түсетін  барлық энергия көздері есепке  алынуы керек.

 

Белгілі бір уақытта жердегі  бір биоцноздың екіншісімен алмасуын сукцессиялар деп атайды.  (латын тілінен аударғанда сукцессио – бірізділік, тұқым қуалау, кезектесу,  ауысу). Сукцессия ұғымын 1998 жылы  Г.Каульсон  енгізген.  Сукцессия екі типке бөлінеді. Бірінші реттік скуцессия және екінші реттік сукцессия.

 

 

Дәріс №7 Биосфера - әлемдік экожүйе

Жер планетасындағы ең ірі экожүйе  – биосфера. «Биосфера» терминін алғаш тіршілік бар жердің қабықшасын анықтау үшін 1875 ж. атақты Австрия геологы Э.Зюсс қолданған.

Биосфера туралы ілімнің негізін 1926 ж. В.И.Вернадский салған. В.И.Вернадский биосфера деп  планетаның тіршілік бар немесе болған, үнемі тірі ағзалардың әсеріне ұшырайтын, не ұшыраған  бөлігін айтады. Биосфера өздігінен реттелетін кибернетикалық жүйе.  Биосфераның тепе-теңдігінің сақталуын гомеостаз деп атайды. Жер биосферасының негізгі алуантүрлілігін тірі ағзалар жасайды, биосфераның өмір сүруі барысында 1 млрд кем емес тірі ағзалар болған.

 Жер – 9 планета ішіндегі  Күнді эллипс тәрізді орбита  бойымен  айналатын Күннен  кейінгі үшінші планета. Ол өз өсінен айналып тұрады. Жердің негізгі физикалық қасиеттері – пішіні, көлемі, массасы, тығыздығы, қысымы және температурасы. Жер пішіні және көлемі бойынша полюстері тұсынан қысыңқы келетін шар тәрізді планета. Жердің экватор бойының ұзындығы 40 мың км.  Массасы 5,98 * 10²⁴ кг. Тығыздығы қысым артқан сайын өседі. Температура әр қабаттар мен тереңдіктерде әртүрлі. Жер бетінің 71% әлемдік мұхит алып жатыр, тек қана 29% құрлықтың үлесіне тиеді.

Жер биосферасының пайда болуы  мен дамуы оның көлемі мен пішініне және Күннен ара қашықтығына байланысты. Жер планетасының жасы 4,6 млрд жылды құрайды. Осы уақыт аралығында Жерде материяның айналу және жылжу процестері жүріп жатты. Соның нәтижесінде жер шары қабаттарға немесе геологиялық сфераларға (геосфераларға) жіктелді. Жер түрлі сфералардан тұрады: ядро, мантия, жер қабығы, педосфера, литосфера, атмосфера, гидросфера, биосфера, ноосфера және т.б. Жер қабаттарының химиялық құрамы әртүрлі. Бұл планетаның бастапқы затының жіктелуімен түсіндіріледі. Планетаның қалыптасуы барысында ауыр элементтер (темір, никель, т.б.) «батып», ядро, ал олардан жеңілдеулері (кремниий, алюминий6 т.б.) «қалқып шығып», жер қабатын түзді. Сонымен қатар, балқымалардан бөлінген газдар атмосфераны, ал су булары гидросфераны түзді. Нәтижесінде жерде тіршіліктің дамуына қолайлы жағдайлар қалыптасты. Тірі ағзалар ерекше қабат – биосфераны түзді. Адам пайда болғаннан бастап биосфера дамудың жаңа сатысы – ноосфераға көтерілді.

Атмосфера - біздің планетамызды 3000 км биіктікке дейін түгел жауып жатқан ауа қабаты. Ол ауа қоспалары мен шаң бөлшектерінен тұрады. Құрғақ, таза ауаның 78% азот, 21% оттегі, 0,9%  аргон, 0,03% көмірқышқыл газы және шамамен 0,003% неон, гелий, криптон, ксенон, азот оксидтері, метан, сутегі, су булары мен озон құрайды. Атмосфера көлемінің 3% су булары құрайды. Атмосфера арқылы Жер мен ғарыш зат алмасады. Жерге атмосфера арқылы ғарыштан ғарыштық шаң-тозаң, метеорит түсіп жатса, өзі сутегі, гелий сияқты жеңіл газдарды жоғалтып отырады. Атмосферада тіршіліктің таралу шегі 22-25 км. Ауа қабатында тіршілік ететін ағзалар атмобионттар деп аталады. Атмосферадағы оттегінің тірі ағзалар арқылы өтуіне 2000 жыл, ал көмірқышқыл газына - 300 жыл қажет. Атмосфераның әртүрлі биіктіктегі құрамы және қасиеттері бірдей емес, сондықтан оны тропо-, страто-, мезо-, термо– және экзосфераға жіктейді. Соңғы 3 қабатты ионосфера ретінде қарастырады.