В настоящее время, по-видимому, нет отраслей общественных и естественных наук, которые в той или иной мере не затрагивали бы вопросы экологии растений, животных и человека. Впервые термин «экология» (от греческого «экое»—дом, место обитания) был предложен в 1869 г. немецким ученым Э. Геккелем, который и определил задачи экологии — изучение взаимосвязи между организмом и окружающей его средой. Экология подразделяется на экологию особей, популяций и сообщества растений и животных. Выделяют также экологию человека — научную отрасль, исследующую закономерности биосоциальной организации человеческих популяций во взаимоотношении с окружающей средой.
Экология занимает видное место в семье биологических, географических и других наук. Ныне ее значение распространяется на все сферы взаимодействия человеческого общества с природой, и она возводится в ранг самых важных социальных и научных дисциплин. На стыке с ней возникают эколого-экономические, эколого-социальные, эколого-технологические, эколого-медицин-ские и другие направления исследований. Структурной единицей экологии, определяющей специфику изучения, является экосистема. Последняя представляет собой функциональное единство организмов, их биоценозов и среды обитания, объединенных разнообразными связями и взаимодействиями в процессе жизни и развития. Биоценоз — это исторически сложившиеся биотические сообщества организмов и популяций как элементарные формы существования видов в природных сообществах. Их жизнь в экосистемах поддерживается и развивается благодаря пищевым (трофическим) связям и соподчиненным уровням в потреблении пищи организмом, а также благодаря интеграции видовых популяций в сообществе. Только в сообществе, отмечает С. С. Шварц, живые организмы утверждают себя во внешней среде и приспосабливаются к ней не как сумма отдельных особей, а как единое функциональное целое.
Понятию «экосистема» равнозначен термин «биогеоценоз», введенный в 40-х годах нашего века выдающимся ученым В. Н. Сукачевым. Этот термин выражает пространственные особенности ландшафтных регионов и взаимодействующих в них биокосных и живых компонентов природной среды. Наиболее крупной пространственной структурной единицей основных комплексов экосистем (биогеоценозов) являются биомы, характеризующиеся более или менее однородными условиями (климатом, почвами, растениями и др.)- К числу важнейших типов биомов относят физико-географические зоны, округа, провинции и характерные для них ландшафтно-экологические территории. Специфическими из них являются дождевые и сезонные тропические леса, дождевые, листопадные и вечнозеленые леса умеренной зоны, субарктические (таежные) и субальпийские хвойные леса, биомы саванны, редколесья, кустарников, полупустынь, пустынь, болот, стоячих и пресных вод, литоральные сообщества приморских прибрежий, отмелей, морских пелагиалей (планктонные), глубоководных пелагических сообществ, глубоководных бентосных сообществ и др.
Экосистемы (биогеоценозы) характеризуются особенностями пищевых (трофических) связей и структур, состоящих из соподчиненных рядов и уровней, включающих создание первичной и вторичной продукции и ее потребление консументами. Организмы, которые посредством фото- или хемосинтеза накапливают энергию в виде органических соединений (углеводов, белков, жиров и др.), известны как продуценты; организмы, которые питаются этими органическими веществами, называются консументами; организмы, разлагающие сложные составные компоненты биовещества и освобождающие простые вещества для использования их продуцентами, названы редуцентами. В пищевой цепи выделяют три важнейшие группы консументов: травоядные, плотоядные и паразиты.
Биоценозы определяются как совокупность совместно обитающих растений, животных и микроорганизмов, населяющих однородные участки биосферы и характеризующихся определенными отношениями как между собой, так и с абиотическим фактором среды.
Различают устойчивые биоценозы (в масштабе продолжительности жизни человека), т. с. сохраняющиеся в течение нескольких десятилетий и более, и циклические, изменение которых совершается очень быстро, иногда за несколько дней и часов. Из важнейших свойств биоценозов выделяют обилие особей на единицу площади или объема; частоту — отношение числа особей одного вида к общей численности особей, выраженное в процентах; постоянство изучаемых видов, определяемое числом выборок (различают категории видов: постоянные — встречаются более чем в 50% выборок, случайные — менее чем в 25%); доминирование — влияние, оказываемое каким-либо видом в сообществе; характерные, преферентные, чуждые биоценозам виды; разнообразие — видовое богатство биоценозов; структуру, которая определяется расположением особей разных видов относительно друг друга как в вертикальном (ярусность), так и в горизонтальном (однородность) направлениях; периодичность развития — сезонные и суточные изменения, миграционная активность и т. д.
При изучении факторов и причин развития биоценозов пользуются такими понятиями, как акция, реакция и коакция. Под акцией понимается влияние, оказываемое биотопом на биоценоз. Реакция выражается в разрушении, созидании или изменении биоценоза. Коак-цией называют влияние, оказываемое организмами друг на друга.
Развитие природных биоценозов стимулируется межвидовой и внутривидовой конкуренцией между особями, естественным отбором (избирательным выживанием и размножением особей), коадаптацией (взаимовыгодной сопряженной эволюцией признаков двух и более видов), конвергентной эволюцией (в результате которой развиваются признаки, несущие одинаковые функции), экологическими сукцессиями (последовательной сменой биоценозов, вызываемой влиянием природных или антропогенных факторов).
Как отмечает Ю. Одум, замещение видов в сукцес-сиях вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций. Это продолжается до тех пор, пока не достигается равновесие между биотическими и абиотическими компонентам)!. Конечная средняя сукцессионная последовательность, когда сообщество достигает стационарного (терминального) состояния при определении равновесия среды, получила название климаксной стадии. На этой стадии сообщество отличается максимальной величиной биомассы, наибольшим разнообразием и, следовательно, наиболее многочисленными связями между различными организмами при данном потоке энергии. Жизнеспособность и жизнестойкость биоценозов во многом зависят от способности живых организмов адаптироваться к окружающей среде, от их способности к саморазвитию и самоуправлению, временному или постоянному симбиозу, внутривидовой и межвидовой конкуренции. Огромное значение имеют емкость среды, наличие в ней пищевых ресурсов, биологическая активность организмов, морфологическая и физиологическая приспособляемость в ответ на длительные изменения экологической среды и т. п. Только те виды и популяции, которые могут приспособиться к среде и ее изменениям, выживают и оставляют потомство; они эволюционно развиваются, образуя устойчивые сообщества и видовое многообразие.
В то же время специфика биоценозов, указывает С. С. Шварц, определяется относительно небольшим числом видов-доминантов, образующих ядро биоценозов, и громадным числом видов-спутников (сателлитов). От доминантов зависят продуктивность биогеоценоза, характерный для него тип и масштаб геохимической работы, его место в биосфере; сателлиты в значительной мере ответственны за стабильность экологической системы. Вот почему изучение взаимоотношений между доминантами и сателлитами, их структурных особенностей, механизмов популяционной регуляции процессов биогеоценозов должно служить основой при разработке мероприятий по увеличению их продуктивности.
С. С. Шварц сформулировал и ряд других эмпирических положений, имеющих большое научное и практическое значение: вид — не только основная таксономическая единица, но и основная единица структуры живой материи; естественный отбор в течение многих поколе-ний создал наилучшим образом сбалансированные генотипы и наилучшим образом сбалансированный популя-ционный генофонд; имеется достаточно оснований рассматривать эволюцию как процесс прогрессивной экспансии жизни на нашей планете, совершающейся в ходе филогенеза отдельных новых экологических ниш. Чем больше генетическая разнородность популяции и ее генофонда, тем выше ее жизнеспособность, тем быстрее п полнее она преобразуется под влиянием изменения среды. Хозяйственная деятельность человека в настоящее время — главный фактор развития сукцессии и их стадий, эволюции биоценозов и экосистем. Различными технологическими и хозяйственными мероприятиями человек сознательно, а часто и невольно изменяет биогеографические ареалы распространения растений, животных и микроорганизмов, заменяет эндемические виды интро-дуцированной флорой и фауной, включает в климаксные биоценозы растения и животных, которые таксономиче-ски не родственны им, что часто приводит к крупным изменениям в экосистемах.
Экология занимает видное место в семье биологических, географических и других наук. Ныне ее значение распространяется на все сферы взаимодействия человеческого общества с природой, и она возводится в ранг самых важных социальных и научных дисциплин. На стыке с ней возникают эколого-экономические, эколого-социальные, эколого-технологические, эколого-медицин-ские и другие направления исследований. Структурной единицей экологии, определяющей специфику изучения, является экосистема. Последняя представляет собой функциональное единство организмов, их биоценозов и среды обитания, объединенных разнообразными связями и взаимодействиями в процессе жизни и развития. Биоценоз — это исторически сложившиеся биотические сообщества организмов и популяций как элементарные формы существования видов в природных сообществах. Их жизнь в экосистемах поддерживается и развивается благодаря пищевым (трофическим) связям и соподчиненным уровням в потреблении пищи организмом, а также благодаря интеграции видовых популяций в сообществе. Только в сообществе, отмечает С. С. Шварц, живые организмы утверждают себя во внешней среде и приспосабливаются к ней не как сумма отдельных особей, а как единое функциональное целое.
Понятию «экосистема» равнозначен термин «биогеоценоз», введенный в 40-х годах нашего века выдающимся ученым В. Н. Сукачевым. Этот термин выражает пространственные особенности ландшафтных регионов и взаимодействующих в них биокосных и живых компонентов природной среды. Наиболее крупной пространственной структурной единицей основных комплексов экосистем (биогеоценозов) являются биомы, характеризующиеся более или менее однородными условиями (климатом, почвами, растениями и др.)- К числу важнейших типов биомов относят физико-географические зоны, округа, провинции и характерные для них ландшафтно-экологические территории. Специфическими из них являются дождевые и сезонные тропические леса, дождевые, листопадные и вечнозеленые леса умеренной зоны, субарктические (таежные) и субальпийские хвойные леса, биомы саванны, редколесья, кустарников, полупустынь, пустынь, болот, стоячих и пресных вод, литоральные сообщества приморских прибрежий, отмелей, морских пелагиалей (планктонные), глубоководных пелагических сообществ, глубоководных бентосных сообществ и др.
Экосистемы (биогеоценозы) характеризуются особенностями пищевых (трофических) связей и структур, состоящих из соподчиненных рядов и уровней, включающих создание первичной и вторичной продукции и ее потребление консументами. Организмы, которые посредством фото- или хемосинтеза накапливают энергию в виде органических соединений (углеводов, белков, жиров и др.), известны как продуценты; организмы, которые питаются этими органическими веществами, называются консументами; организмы, разлагающие сложные составные компоненты биовещества и освобождающие простые вещества для использования их продуцентами, названы редуцентами. В пищевой цепи выделяют три важнейшие группы консументов: травоядные, плотоядные и паразиты.
Биоценозы определяются как совокупность совместно обитающих растений, животных и микроорганизмов, населяющих однородные участки биосферы и характеризующихся определенными отношениями как между собой, так и с абиотическим фактором среды.
Различают устойчивые биоценозы (в масштабе продолжительности жизни человека), т. с. сохраняющиеся в течение нескольких десятилетий и более, и циклические, изменение которых совершается очень быстро, иногда за несколько дней и часов. Из важнейших свойств биоценозов выделяют обилие особей на единицу площади или объема; частоту — отношение числа особей одного вида к общей численности особей, выраженное в процентах; постоянство изучаемых видов, определяемое числом выборок (различают категории видов: постоянные — встречаются более чем в 50% выборок, случайные — менее чем в 25%); доминирование — влияние, оказываемое каким-либо видом в сообществе; характерные, преферентные, чуждые биоценозам виды; разнообразие — видовое богатство биоценозов; структуру, которая определяется расположением особей разных видов относительно друг друга как в вертикальном (ярусность), так и в горизонтальном (однородность) направлениях; периодичность развития — сезонные и суточные изменения, миграционная активность и т. д.
При изучении факторов и причин развития биоценозов пользуются такими понятиями, как акция, реакция и коакция. Под акцией понимается влияние, оказываемое биотопом на биоценоз. Реакция выражается в разрушении, созидании или изменении биоценоза. Коак-цией называют влияние, оказываемое организмами друг на друга.
Развитие природных биоценозов стимулируется межвидовой и внутривидовой конкуренцией между особями, естественным отбором (избирательным выживанием и размножением особей), коадаптацией (взаимовыгодной сопряженной эволюцией признаков двух и более видов), конвергентной эволюцией (в результате которой развиваются признаки, несущие одинаковые функции), экологическими сукцессиями (последовательной сменой биоценозов, вызываемой влиянием природных или антропогенных факторов).
Как отмечает Ю. Одум, замещение видов в сукцес-сиях вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций. Это продолжается до тех пор, пока не достигается равновесие между биотическими и абиотическими компонентам)!. Конечная средняя сукцессионная последовательность, когда сообщество достигает стационарного (терминального) состояния при определении равновесия среды, получила название климаксной стадии. На этой стадии сообщество отличается максимальной величиной биомассы, наибольшим разнообразием и, следовательно, наиболее многочисленными связями между различными организмами при данном потоке энергии. Жизнеспособность и жизнестойкость биоценозов во многом зависят от способности живых организмов адаптироваться к окружающей среде, от их способности к саморазвитию и самоуправлению, временному или постоянному симбиозу, внутривидовой и межвидовой конкуренции. Огромное значение имеют емкость среды, наличие в ней пищевых ресурсов, биологическая активность организмов, морфологическая и физиологическая приспособляемость в ответ на длительные изменения экологической среды и т. п. Только те виды и популяции, которые могут приспособиться к среде и ее изменениям, выживают и оставляют потомство; они эволюционно развиваются, образуя устойчивые сообщества и видовое многообразие.
В то же время специфика биоценозов, указывает С. С. Шварц, определяется относительно небольшим числом видов-доминантов, образующих ядро биоценозов, и громадным числом видов-спутников (сателлитов). От доминантов зависят продуктивность биогеоценоза, характерный для него тип и масштаб геохимической работы, его место в биосфере; сателлиты в значительной мере ответственны за стабильность экологической системы. Вот почему изучение взаимоотношений между доминантами и сателлитами, их структурных особенностей, механизмов популяционной регуляции процессов биогеоценозов должно служить основой при разработке мероприятий по увеличению их продуктивности.
С. С. Шварц сформулировал и ряд других эмпирических положений, имеющих большое научное и практическое значение: вид — не только основная таксономическая единица, но и основная единица структуры живой материи; естественный отбор в течение многих поколе-ний создал наилучшим образом сбалансированные генотипы и наилучшим образом сбалансированный популя-ционный генофонд; имеется достаточно оснований рассматривать эволюцию как процесс прогрессивной экспансии жизни на нашей планете, совершающейся в ходе филогенеза отдельных новых экологических ниш. Чем больше генетическая разнородность популяции и ее генофонда, тем выше ее жизнеспособность, тем быстрее п полнее она преобразуется под влиянием изменения среды. Хозяйственная деятельность человека в настоящее время — главный фактор развития сукцессии и их стадий, эволюции биоценозов и экосистем. Различными технологическими и хозяйственными мероприятиями человек сознательно, а часто и невольно изменяет биогеографические ареалы распространения растений, животных и микроорганизмов, заменяет эндемические виды интро-дуцированной флорой и фауной, включает в климаксные биоценозы растения и животных, которые таксономиче-ски не родственны им, что часто приводит к крупным изменениям в экосистемах.
