Шпаргалка по дисциплине "Биоэкология"

Африка саваннасында жайылып жүрген тұяқты жануарлар жайылымның шөптерімен әртүрлі қоректенеді: зебралар негізінен өсімдіктердің бас жақтарымен, антилопа гну зебралардан қалған өсімдіктердің тек кейбір түрлерімен, газель аласа өсімдіктермен, ал топи антилопалары басқа жануарлардан қалған, қураған биік шөптермен қоректенеді.
Гаузе принципі бойынша екі түр кішкентай бір кеңістікте бірге тіршілік ете алмайды. Өйткені екі түрдің де санының өсуіне кеңістіктегі ресурстардың қоры жетпейді. Яғни, экологиялық қажегтіліктері ұқсас түрлер бірдей экологиялық қуысты (орынды) иелене алмайды. Өмір сүруі үшін бір түр міндетті түрде экологиялық куысын өзгерту керек (қорек түрін, тіршілік ету түрін).

1.Қоршаған ортаның неғұрлым абиотикалық факторлары, олардың экологиялық мәні және шектеуші рөлі.

Абиотикалық факторлар (гр. 'a' — теріс және bіotіkos — тірішілік, өмір) — бейорганикалық ортаның тірі организмдерге жасайтын тікелей немесе жанама әсерлерінің жиынтығы; сыртқы ортаның бейорганикалық, физикалық және химиялық жағдайлары.
Ол ф и з и к а л ы қ абиотикалық фактор (темпиратура, жарық, жел, ылғалдылық, атмосфераның қысымы, ағыстар, радиациялық деңгей, радиоактивті сәуле шығару т.б.), х и м и я л ы қ абиотикалық фактор (атмосфера, су, қалдықтар, топырақ, шөгінді құрамы және олардағы қоспалар т.б.), к л и м а т т ы қ абиотикалық фактор (күн радиациясы, атмосфералық жауын-шашын, гидросфералық қысым т.б.) болып бөлінеді. Өсімдік пен жануарлардың ыстыққа, суыққа, ауа қысымына, су тереңдігіне, хим. құрамына қарай бейімделуі, кейбір жануарлардың қысқы, жазғы ұйқыға кетуі т.б. Абиотикалық факторға байланысты

Маңызды абиотикалық факторлар: . Жарық, температура, ылғалдылық, топырақтың тұздылығы, судың ащылығы, қысым, атмосфералық газдар сияқты өлі табиғаттың құрамды бөліктері.

Жарық. Күн сәулесінің спектрінде  биологиялық әсері бойынша ультракүлгін, инфрақызыл, көзге көрінетін сәулелер болып бөлінеді. Ультракүлгін сәулелер аз мөлшерде ағзаларға қажет, өйткені онық бактерияларды жоятын, өсу үрдісін және жасушалардың дамуын әрекеттендіретін, D витаминін түзілуіне әсері бар. Көп мөлшерде мутацияға себеп болуы да мүмкін. Ультракүлгін сәулелердің басым бөлігі озон қабатында шағылысып, жерге жетпейді.
Көзге көрінетін сәулелер – фотосинтезге энергия беретін, жердегі тіршіліктің негізгі көзі. Инфрақызыл сәулелер – жылу энергиясының көзі.

Өсімдіктерге күн сәулесі фотосинтез үшін энергия көзі болғаны үшін маңызды. Ортаның жарықтығына бейімделуіне байланысты өсімдіктер гелиофиттер (жарықсүйгіш), сциофиттер (көлеңке сүйгіш) және фокультативті гелиофиттер (көлеңкеге шыдамды) болып бөлінеді.

Жануралар күндіз немесе түнде белсенді тіршілік ететін болып бөлінеді. Олар үшін жарық – тіршілік белсенділігінің уақытын анықтайтын фактор.
Жарықты талап етуіне байланысты өсімдіетерді қысқа күнді (төменгі белдеуде тіршілік ететін) және ұзақ күнді (қоңыржай, биік белдеулерде тіршілік ететіндер) деп екіге бөлінеді.

Фотопериодизм – өсімдіктер мен жануарлардың жарықтың түсу ұзақтығына байланысты әрекеттері. Ағзалардағы маусымдық өзгерістер көбінесе жарықтың түсу ұзақтығына байланысты реттеледі. Жарықтың түсу ұзақтығының өзгеруі температура өзгеруімен бірге жүреді. Бірақ жарық температура сияқты кездейсоқ өзгере бермейді. Фотопериодизм құстардың қоныс аударуы, жапырақтардың түсуі сияқты маусымдық өзгерістердің негізі. Қоңыржай белдеулерде тіршілік ететін жануарларға күзгі күннің қысқаруы көбею жағдайына әсер етіп, тоқтатады. Ал көктемгі күннің ұзаруы жануарлардың көбеюіне жағдай жасайды. Күндізгі жарықтың ұзақ уақыт түсуі үй құстарының көбірек жұмыртқа салуына да әсер етеді.
Температура. Ортаның температурасы ағзаның температурасына әсер етеді, яғни ағзадағы зат алмасуды құрайтын барлық химиялық реакциялардың жылдамдығына әсер етеді. Негізінен ағзалар 0-(+50)0С аралығында тіршілік ете алады. Бұл цитоплазманың қасиеттеріне байланысты. Ең жоғарғы температура шегі 120-1400С (споралар, бактериялар тірі қалуы мүмкін) ең төменгі температура шегі болып – 190-(273)0С (споралар, тұқымдар, сперматозойдтар шыдай алады) болып табылады.

Температураға байланысты ағзаларды криофилдер (температурасы төмен жерлерді мекендейтін) және термофилдер (температурасы жоғары орталарды мекендейтін) деп бөлінеді.
Ағзаның жылу балансын реттеуде басым қолданатын энергия көзіне байланысты оларды пойкилотермді және гомойтермді деп бөледі.

Пойкилотермді ағзалар – дене температурасы тұрақсыз, қоршаған ортаның температурасына қарай өзгеріп отыратын ағзалар. Олар микроағзалар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар, омыртқасыздар және кейбір омыртқалылар (балықтар, қосмекенділер, бауырымен жорғалаушылар) жатады. әдетте олардың дене температурасы сыртқы ортаның температурасынан 1-20С - қа жоғары немесе бірдей болады.

 Гомойтермді ағзалар – дене температурасын сыртқы ортаның температурасынан тәуелсіз тұрақты дәрежеде ұстап тұра алатын ағзалар. Гомойтермді топқа құстар мен сүтқоректілер және адам жатады.

2. популяциялардың саны және тығыздығы, оларды анықтау тәсілдері.Популяция (латын тілінде populus — халық, тұрғын халық) — белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын организмдер тобы. Осы топтың популяция болып есептелуі үшін: тарихи қалыптасқан ареалы және үздіксіз өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайында өзінің саны мен құрылымын сақтауға қабілетті болуы; сол түрдің өзге топтарынан қандай да бір табиғи кедергілермен ажыратылып тұруы; бір немесе бірнеше экожүйенің құрамына кіріп, олардағы зат алмасу, энергия тасымалдау процестеріне қатысуы тиіс. Әр популяция өзіне ғана тән статиктикалық сипаттамалары (саны, тығыздығы, ареалы, орналасуы, жас ерекшелігі, жыныстық құрамы) және динамикалық сипаттамалары (саны мен тығыздығының уақытқа қатысты өзгеруі) бойынша ерекшеленеді. Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі организмдердің өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады (мысалы, тоқалтіс тышқандар, леммингтер, т.б.). Кейбір жануарлардың (шегіртке, бөкендер, т.б.) санының немесе тығыздығының қауырт өсуі олардың қоныс аударуына әкеледі. Жануарлар популяцияларының саны мен тығыздығы күрделі мінез-құлықтық (аумағын белгілеу, қору, көші-қон), физиологиялық механизмдер арқылы (гормондар қызметі, стресс) және популяцияның генетикалық құрылымының өзгеруі арқылы реттеліп отырады.

Топтық бірігу ретіндегі популяция өзіне ғана тән қасиеттермен қатар әрбір жеке дарақтардың өзіне тән қасиеттерге де ие. Топтық ерекшеліктер дегеніміз - бұл популяциялардың негізгі сипаты. Оған мыналар жатады:
1) жалпы есебі (сан) - болінген аумақтағы дарақтардьщ жалпы саны;
2) тығыздық - популяция мекендеген кеңістіктің ауданына немесе көлеміне келетін дарақтардың орташа саны;
3) өсімталдық - кебею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа дарақтар саны;

4) өлім-жітім - белгілі уақыттың бір бөлігінде дарақтар популяциясында өлгендердің мөлшерін көрсететін көрсеткіш;

5) популяция өсімі - туу мен өлім-жітім арасындағы айырма; өсімнің пайдалы да, пайдасыз да болуы мүмкін;

6) өсу қарқыны - уақыт бірлігіндегі орташа өсім;

7) жыныстық құрам — берілген популяциядағы еркек және әйел жынысты дарақтар арақатынасы;

8) жас құрамы - бұл дарақтарды жасы бойынша бөліп тарату.[2]

Популяция терминін 1903 ж. Дания биологы В.Иогансен (1857 — 1927) енгізді. Эволюция заңдылықтарын, түрлердің пайда болуын зерттейтін ғалымдар популяцияны микроэволюциялық процестің ең шағын бірлігі ретінде қарастырса, ал экологтар популяцияны түр аралық әсерлесу мен өнімділік тұрғысынан зерттейді. Популяцияны зерттеудегі микроэволюциялық, генетикалық, экологиялық бағыттарды біріктіретін биологияның жаңа саласы — популяциялық биология қалыптасты. Жойылып кету қаупі төнген түрлерді сақтап қалу, зиянды түрлердің санын тежеу, экожүйе құрамына жаңа түрлерді енгізуде (интродукция) популяцияны зерттеудің маңызы зор.

Әрбір түр белгілі бір жерде тіршілік ете отырып, сол жердің популяциялар жүйесі ретінде көрінеді.
Популяциялар құрылымы – бір жағынан түрдің биологиялық қасиеттеріне негізделіп, екінші жағынан ортаның абиотикалық факторлары мен басқа түрлердің популяциялары әсерінен қалыптасып құрылады. Популяциялар құрылымы тұрақты болмайды. Территориядағы особьтардың таралуы топтардың жынысы, жасы, морфологиялық, физиологиялық, мінез құлықтыры және генетикалық ерекшеліктері бойынша ара қатынастары популяцияның құрылымын көрсетеді.
Популяцияның кеңістіктегі құрылымы – популяция ососбьтарының кеңістікте орналасу ерекшеліктері. Ол тіршілік ортасының және түрдің биологиялық ерекшеліктеріне байланысты. Жылдың маусым, популяцияның сандық мөлшері уақыт бойынша өзгеруі мүмкін. Сондықтан популяция особьтары кеңістікте бірқалыпты, кездейсоқ, және топтасып орналасады.

3. адамзат өркениеті дамуының әртүрлі кезеңдерінде табиғат ресурстарының пайдаланылуы.

Табиғи ресурстар - адамның өз мұқтажын қамтамасыз ету және көздеген мақсатына жету үшін пайдаланатын қоршаған ортадағы заттардың, құбылыстардың, табиғи денелердің жиынтығы. Оларға ауа, күн, жел, су, жер, орман, табиғи құрылыс материалдары, пайдалы қазбалар және т.б. жатады.

Табиғи ресурстардың бірінші белгісі - олардың түрі. Бұл белгіге сәйкес олар табиғи құбылыстар (күн энергиясы, жел, мұхиттардағы су деңгейінің көтерілуі мен судың қайтымы), өсімдіктер әлемі, жануарлар әлемі, табиғи заттар (су, ауа, топырақ) және пайдалы қазбалар (мұнай, алтын, т.б. әртүрлі рудалар) болып бөлінеді. Сонымен қатар пайдалы қазбалар пайдалануға дайын (көмір, бағалы тастар, тұз) және өңдеуді қажет ететін (мұнай, синтетикалық тыңайтқыштар) болуы мүмкін.

Табиғи ресурстардың екінші белгісі - олардың қоры. Бұл белгісі бойынша оларды сарқылатын және сарқылмайтын деп бөледі.

Адамзаттың әлеуметтік- эканомикалық прогрестің шыңдарына шығуы оның табиғаттың әр түрлі сыйлықтарын – табиғи ( немесе жаратылыстық) ресустарды пайдалануымен барынша тығыз байланысты.Адамның табиғи ресустардың әр түрін қажетсінуі біркелкі емес. Қазіргі заманғы әлемдік өнеркәсіп орасан көп мөлшерде шикізат қолданады. Оның құны ( отын мен электр энергиясының құнын қосқанда) өнеркәсіп өнімін өндіруге жұмсалған жинақтама шығында шамамен 75% болады. Осындай жағдай шикізаттың негізгі түрлерімен қамтамасыз ету мәселесінде көп елдердің алдына өте шұғыл проблемалар қояды. Көптеген табиғи ресустар (ең алдымен мұнай, газ, көмір) біртіндеп азайып келеді. Бұл, әрине, көңіл көншітпейді. Алайда, біріншіден, олар әлі толық сарқылмағаны былай тұрсын, әлі толық ашылған деуге де әсте келмейді. Екіншіден, өндіріліп жатқан табиғи ресустар толық пайдаланылмауда. Үшіншіден, таяудағы он жыл ішінде ресустар саласында болатын ашылыстарды болжап айту қиын.
«Табиғи ресустар» деген терминмен қатар «табиғи жағдайлар» деген неғұрлым кең ұғым жиі қолданылатын болды.
Табиғи жағдайлар планетамыздағы табиғи ортаның бүкіл сан алуан бейнесін көрсетеді және адамзаттың тарихымен, оның қоныстануымен тығыз байланысты. Олар адамдардың өміріне әрқашан ықпалды болды, ал адамдар табиғи ортаға әсер етті. Осылайша, адам табиғат байлықтарын пайдаланбайынша тіршілік ете алмайды және осы мағынада табиғатқа тәуелді. Бірақ осымен қатар адам табиғатқа белсенді ықпал ете алады. Адам мен табиғаттың қарым-қатынасының мәнісі осы.

Ресустардың орналасуы және әр түрлі елдердің олармен қамтамасыз етілуі. Географияның мұның алдындағы курстарынан сендер табиғи ресустардың минерал, жер, су, өсімдік ресустары түрінде болатынын білесіндер. Мұның өзі оларды табиғат құбылыстарының қай тобына жататынына қарай топтастырудың бір түрі. Бұған қоса табиғи ресустарды жаңадан толығып отыратын және толықпайтын ресустар деп те саралайды, экономиканың белгілі бір саласына арналу белгісі бойынша, сапасы бойынша (яғни оларда пайдалы компоненттердің болуына қарай), түзілу сипатына қарай (минералдық, органикалық) және басқадай топтастырулар қолданылады.
Табиғатты пайдалану процесінде табиғи ресурстарды ғылыми негізде шаруашылық тұрғысынан бағалаудың маңызды мәні бар. Оның құрамдас элементтері табиғи ресурстарды барлау, анықтап ашу, инвентарьлау, сондай-ақ мөлшері мен сапасы тұрғысынан бағалау болып табылады. Әлемнің кемел дамыған елдерінде мұндай ресурстар ендігі жан-жақты бағаланған, ал дамуы баяу елдерде бұлай бағалау әлі жүргізілмеген. Ал анығында табиғи байлықтарды мұқият есепке алмайынша, өміріміздің барлық салаларында олардың тұтынылуын бақылаудың мінсіз қалыптасқан жүйесі болмайынша және бұл ресурстарды барынша үнемдемейінше адамзат осылай «мәңгілік» өркендей береді деп үміттенуге болмайды.
Сонымен, адамзат қоғамы дамуының барлық кезеңдерінде табиғи ресурстар оның әлеуметтік-экономикалық прогресінің маңызды алғы шарты болды. Алайда олардың сан алуан экономикалық ресурс тарға айналуы түптеп келгенде адамға, оның ыждағаты мен талантына байланысты.
 

4. Қоршаған ортаның ластануына байланысты ғаламдық экологиялық проблемалар.

Ғаламдық экологиялық проблемалар – әлемді тұтас қамтитын табиғи, табиғи-антропогендік немесе таза антропогендік құбылыстар. Осы құбылыстардың даму процесі жаһандану деп аталады. Қазіргі таңда Халықаралық деңгейде мынадай ғаламдық проблемалар бар:

Озон қабатының жұқаруы:  Атмосфераның озон мәселесінің адам қызметіне өзара байланысты екі аспектісі бар: жоғары қабаттағы бұзылу («озон қабаты») және жер маңы кеңістігіндегі концентрациясының артуы. Озон қабаты полюстерде 9-30 км, экваторда – 18-32 км биіктікте орналасқан. Егер қабаттағы озонды таза күйде бөліп алса, оның қалыңдығы 3 мм құрайды. Соңғы жылдары атмосфераның жоғары қабатындағы озонның мөлшерінің кемуі байқалуда. Солтүстік жарты шардың орталық және жоғары ендіктерінде бұл кему 3% құраған. Мәліметтер бойынша озонның 1%-ға кемуі терінің ісігімен ауыру деңгейін 5-7%-ға арттыруы мүмкін. Озонның ең көп мөлшері Антарктиданың үстінде жойылған. Мұнда соңғы 30 жылда озонның мөлшері 40-50% -ға кеміген. Озонның концентрациясының кемуі нәтижесінде түзілетін тесіктерді «озон тесіктері» деп атайды. «Тесіктің» көлемі жылына 4%-ға артып отыр. «Озон тесіктерінің» пайда болу себептері әлі де болса толық анықталмаған. Олар алғаш рет осы ғасырдың 80-жылдарында байқалған. Аз уақыттық бақылау қандай да бір нақты қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді. Қазіргі озон қабатын бұзатын негізгі антропогенді фактор фреондар (хладондар) болып есептеледі. Бұл хлорфтор көміртектер бөлме температурасында қайнайды. Олар тоңазытқыш құрылғыларда, әр түрлі баллондарда тасымалдаушы газ ретінде, т.б. қолданылады.

Парникті эффект. Парниктік газдардың әсерінен жылулық баланстың өзгеруі нәтижесінде мүмкін болатын жер шарының температурасының ғаламдық артуын – парниктік эффект деп атайды. Негізгі парниктік газ көмірқышқыл газы болып табылады. Көмірқышқыл газының парниктік эффектіге қосатын үлесі әр түрлі мәліметтер бойынша 50%-дан 65%-ға дейін жетеді. Басқа парниктік газдарға метан, (шамамен 20%), азот оксидтері (шамамен 5%), озон, фреондар және басқа да газдар (парниктік эффектінің шамамен 10-25%) жатады. Барлығы 30-ға жуық парниктік газдар, олардың атмосферадағы мөлшеріне ғана емес, сонымен қатар бір молекулаға әсерінің салыстырмалы белсенділігіне де байланысты болады.

Қышқыл жаңбырдар: Жаңбыр құрамында қышқылдың (pH<5,6) болатындығы ауа құрамында өндіріс қалдықтары (мыс., SO2, NO2, HCl, т.б.) мөлшерінің көптігіне байланысты. Осындай жауын-шашын түскен топырақ пен су айдындарының қышқылдығы артып, соның нәтижесінде қоршаған ортаның экожүйесі деградацияға ұшырайды. Әдетте рН 5,6 кем болса жауын- шашын «қышқыл жаңбыр» деп аталады.Күкірт және азот оксидтері металургия өндірісінде және көмір, мұнай мен әр түрлі газдар жиналған кезде түзіліп атмосфера құрамына енеді, күкірт оксиді жылу электр станциясынан бөлінсе ,азот оксиді автомобиль көлігінде жанармай жанаған кезде түзіледі.Ғалымдардың зерттеуіне сүйенсек бір тонна отын жанғанда , жылу электр станциясында орта есеппен 150кг, ал автомобиль моторында 1кг бензин жанғанда , 270 г ластағыш заттар бөлінеді. Көмірді және мұнайды жаққан кезде түзілетін күкірт диоксиді газы атмосферада күкірт триоксидіне дейін тотығады.Түзілген оксид ауадағы су буымен әрекеттесіп , күкірт қышқылын түзеді.
Мұхит ластануы, Дүниежүзілік мұхиттың ластануы – адамдардың әрекеті нәтижесінде мұхит (теңіз) суларындағы табиғи процестердің бұзылуы. Ластаушы заттардың өте көп мөлшерде жиналуы салдарынан жылдан-жылға мұхиттың өзін-өзі тазарту мүмкіншілігінің төмендеуі – онда тіршілік ететін организмдердің құрып кетуіне немесе шектен тыс көбеюіне алып келеді. Мысалы, теңіз жұлдызының (Asteroіdea) тым көбейіп кетуінен Австралия жағалауындағы Үлкен Барьерлі рифтің түбінде “тікенді шеңбер” қалыптасуда. Сондай-ақ Дүниежүзілік мұхиттың, әсіресе мұнай өнімдерімен ластануы әлемдік мұхит пен атмосфера арасындағы газ алмасу процесіне кері ықпал етеді, соның салдарынан Жер атмосферасындағы газ қоспаларының концентрациясы үздіксіз артуда; жағалауға жақын және атыраулық аймақтарды қоса есептегендегі теңіздік ортаға заттардың немесе энергияның тікелей не жанама жолмен түсуі теңіз биотасының дамуына кедергі келтіріп, судың сапасын нашарлатады. Бұл жағдай тірі организмдер мен адамның денсаулығына қауіп төндіреді.