Зоогенді факторлардың өсімдіктерге әсері

Қазақстан Республикасы • Білім және ғылым саласы

Өсімдіктер экологиясы (оқу құралы туралы мәлімет)

Ұйым

С. Аманжолов атындағы Шығыс Қазақстан мемлекеттік университеті

Автор

А. С. Шарипханова

Басылым

Өскемен, 2011 • 111 бет

ISBN

978-601-80142-2-2

Қысқаша сипаттама

«Өсімдіктер экологиясы» оқу құралы Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі мақұлдаған типтік бағдарламаға сүйене отырып, өсімдіктер экологиясының ғылым ретінде қалыптасуы мен дамуын, экологиялық факторларды және олардың жіктелуін, негізгі ұғымдар мен өзекті экологиялық мәселелерді қамтиды. Сонымен қатар қазіргі экологиялық жағдайлар мен антропогендік факторлардың табиғатқа және өсімдіктер жамылғысына ықпалына талдау жасалады.

Оқу құралы жаратылыстану ғылымдары бағытындағы студенттерге, магистранттарға, оқытушыларға және экологиялық мәселелерге қызығушылық танытатын оқырманға арналған.

Пікір жазғандар

Мирзадинов Р. А. — биология ғылымдарының докторы, профессор
Жексекенев З. Ж. — ауыл шаруашылық ғылымдарының докторы
Игісінова Ж. Т. — биология ғылымдарының кандидаты, доцент

ӘОЖ

581.5 (075.8)

КБЖ

28.58.я 729

Баспаға ұсыныс

№ 5 хаттама, 22.06.2009

Мазмұны

Негізгі тараулар мен тақырыптардың ықшамдалған тізімі.

Навигация

9 тарау • Әдебиеттер

1-тарау. Өсімдік экологиясының даму тарихы

ХХ ғасырға дейінгі даму тарихы
Қазіргі даму кезеңдері мен зерттеу әдістері
Қоршаған орта, тіршілік жағдайлары және экологиялық факторлар

2-тарау. Экологиялық факторлар классификациясы

Экологиялық факторлар әсерінің заңдылықтары

3-тарау. Жарық және оның экологиялық маңызы

Жарықтың сандық және сапалық сипаттары
Жарық жағдайларының уақытқа байланысты өзгеруі
Өсімдік жамылғысы — оптикалық жүйе
Жарыққа байланысты экологиялық топтар
Анатомиялық-морфологиялық бейімделулер
Фотосинтез және физиологиялық бейімделу
Фотопериод және фотопериодтық реакциялар

4-тарау. Жылу — экологиялық фактор

Жылу факторы және климаттық жағдайлар
Тіршілік ортасының жылу ырғақтары
Өсімдік температурасы және экстремальды әсерлер
Қолайсыз ортаға төзімділік және маусымдық құбылыстар
Вегетациялық кезең аралықтары

5-тарау. Өсімдік өміріндегі судың маңызы

Су — экологиялық фактор
Суға байланысты экологиялық топтар
Құрғақшылыққа төзімділіктің маңызы
Төзімділікті арттыру жолдары

6-тарау. Ауа — экологиялық фактор

Ауа қозғалысы
Газдық құрам және оттегінің экологиялық маңызы
Тұрақсыз компоненттердің маңызы

7-тарау. Топырақ факторлары және олардың маңызы

Негізгі және химиялық қасиеттер
Топырақ тұздылығы және өсімдік топтары
Псаммофиттер мен литофиттер
Шымтезек (торф) — субстрат ретінде
Өсімдік жамылғысы арқылы топырақ-грунттық индикация

8-тарау. Биотикалық факторлар

Басқа ағзалармен қатынас типтері
Зоогенді факторлардың әсері
Фитогенді факторлар және өзара байланыстар

9-тарау. Антропогендік факторлар

Адам әсерінің негізгі формалары
Рекреациялық жүктемелер
Әдебиеттер тізімі

Алғы сөз

Қазіргі ғылыми-техникалық прогресс қарқынды дамыған сайын, адамзаттың табиғатқа ықпалы да күшейіп отыр. Табиғи байлықтарды үнемді пайдалану және оларды қорғау ғылыми негізде жүзеге асырылуда. Өсімдіктер экологиясы биологияның маңызды саласы ретінде дамып келеді; бұл салада адам мен қоршаған ортаның байланысы биологиялық әрі әлеуметтік заңдылықтарға бағынады.

Бүгінгі таңда өсімдіктер экологиясының мәні артып отыр: ол табиғаттағы өсімдіктер жамылғысын қорғау, сақтау және ұтымды пайдалануға қатысты мәселелерді жан-жақты ғылыми тұрғыда зерттеуге бағытталған.

Оқулықтың басты мақсаты — студенттердің өсімдіктер туралы базалық білімін экологиялық тұрғыдан толықтыру, білім деңгейін көтеру және қоршаған ортаның даму заңдылықтарына ғылыми көзқарас қалыптастыру. Мұнда экологияға ықпал ететін факторлар қарастырылып, олардың жүйелену негізі мен жеке факторлардың өсімдіктердің дамуы және бейімделу ерекшеліктеріне әсері талданады.

Материалдардың берілу логикасы студенттерге табиғаттағы, әсіресе өсімдік ағзасындағы құбылыстар мен үрдістерді біртұтас жүйе ретінде қабылдауға, олардың заңдылықтарын өзара байланыста түсінуге мүмкіндік береді.

Кең байтақ қазақ жерінің көркеюі мен гүлденуі жас ұрпақтың ғылыми ізденісімен тығыз байланысты. Сондықтан болашақ мамандар қоршаған ортаны сақтау ісіне үлес қосқанда, өсімдіктер экологиясына да ерекше мән береді деп сенеміз. Бұл оқу құралы патриоттық сезімді оятып, ғылымға деген талпынысты нығайтады деген үміт бар.

1-тарау. Өсімдік экологиясының даму тарихы

Өсімдіктердің белгілі бір тіршілік ортасына қатынасы туралы білім адамзатта ерте кезеңдерден-ақ тәжірибе жүзінде қалыптаса бастады: адамдар жабайы өсімдіктерді жинап, кейін оларды өсіруге көшкен кезде-ақ табиғи жағдайлардың әсерін байқап, салыстырып отырған. Бүгінгі күнге дейін кейбір халықтардың тілдерінде «ылғалды жер өсімдіктері», «құрғақ жер өсімдіктері», «таулы» және «жазықты» өсімдіктер сияқты атаулардың сақталуы — экологиялық жіктеудің алғашқы нышандарының дәлелі.

1.1 ХХ ғасырға дейінгі өсімдіктер экологиясының даму тарихы

Өсімдіктердің экологиялық жағдайлары туралы деректер өте ертеден белгілі. Ботаниканың негізін қалаушылардың бірі саналатын Теофраст (б.э.д. 371–286) өз еңбектерінде өсімдіктердің практикалық маңызымен қатар, олардың құрылысына, физиологиясына және географиялық таралуына ерекше көңіл бөлді. Александр Македонскиймен бірге сапарларға қатыса отырып, әртүрлі аймақтарда топырақ пен климаттың өсімдікке ықпалын бақылап, салыстыру мүмкіндігіне ие болды.

Теофраст еңбектерінен түйін

«Өсімдіктердің табиғи тарихы» (10 том) және «Өсімдіктердің себептері туралы» (8 том) еңбектерінде өсімдіктердің сыртқы белгілері мен өсу формаларының орта жағдайларына тәуелді екені туралы көптеген бақылаулар жинақталған. Мысалы, тауда өсетін ағаштардың бұтақтануы төмен орналасатынын, ал жайылымға немесе қолайлы ортаға көшіргенде олардың ірі әрі көркем болып өсетінін көрсеткен. Сондай-ақ жүзімнің әртүрлі топырақта өсірілуіне байланысты өзгерістерін сипаттаған.

Теофраст өсімдіктерді тіршілік формаларына бөлудің алғашқы үлгісін де берген: ағаштар, бұталар, жартылай бұталар және шөптесін өсімдіктер.

Орта ғасырлар кезеңінде ботаникалық білімнің дамуы баяулады; білім негізінен монастырьларда жинақталды, өйткені дәрілік өсімдіктерді өсіру тәжірибесі сол жерде шоғырланды. Ал XII–XIII ғасырларда сауда мен саяхаттың кеңеюі, университеттер мен мектептердің ашылуы жаратылыстану ғылымдарының қайта өрлеуіне әсер етті. Ұлы Альберт (Альберт Великий, 1193–1280) қыстық тыныштықтың себептерін, топырақ сапасының өсімдік тіршілігіне ықпалын талқылағанымен, көптеген пайымдары өз дәуірінің философиялық шеңберінен аса алмады.

XV–XVI ғасырлардағы Ұлы географиялық ашылулар дәуірі жаңа аймақтардың өсімдіктер дүниесі туралы деректерді көбейтіп, ботаниктердің көкжиегін кеңейтті. Ғылым академиялары құрған ботаникалық бақтарда дәрілік шөптермен бірге, алыс елдерден әкелінген өсімдіктерді өсіріп, коллекциялар жасау дәстүрі қалыптасты.

Қайта өрлеу дәуірінен XIX ғасырға дейін жаратылыстану ғылымдарында материал жинау, сипаттау және тірі табиғатты «инвентаризациялау» басым бағыт болды. Осы кезеңде ағзалардың сыртқы орта факторларына байланысты өзгергіштігі туралы түсінік біртіндеп нығая түсті. Мысалы, К. Вильденовтың 1792 жылы жарық көрген «Шөптану негіздері» еңбегінде тау және жота өсімдіктеріне салыстырмалы сипаттама беріліп, климаттық заңдылықтардың өсімдіктер таралуына әсері атап көрсетілген.

1.2 Өсімдік экологиясының қазіргі даму кезеңдері мен зерттеу әдістері

Экология ғылымының қалыптасуы күрделі әрі көпқырлы үдеріс. Бұл күрделілік адамзат тарихының ең алғашқы кезеңдерінен бастап табиғатпен тығыз байланыста өмір сүруімен түсіндіріледі: адам өсімдіктер мен жануарлар әлеміне тәуелді болды және олардың таралуы мен тіршілік ерекшеліктерін күнделікті есепке алып отырды.

Ғылыми дамудың қысқаша желісі

Аристотель жануарларды су және құрлық жануарлары, жүзетін, ұшатын, жорғалаушылар деп ажыратып сипаттады.
Теофраст өсімдіктердің өсу жағдайларына тәуелділігін талдады.
Роберт Бойль (1627–1691) төмен атмосфералық қысымның жануарларға әсерін бақылап, алғашқы экологиялық эксперименттердің бірін жүргізді.
К. Линней мен Ж. Бюффон еңбектерінде климаттық фактордың маңызы айқын көрсетілді.
Ж. Б. Ламарк сыртқы ортаның ағзалардың бейімделуіндегі рөлін атап өтті.
Ч. Дарвин ұсынған «тіршілік үшін күрес» идеясы экологияның іргелі ұғымдарының біріне айналды.
В. И. Вернадский биосфера туралы ілімді дамытып, тірі ағзалардың геохимиялық үдерістердегі рөлін көрсетті.

Экология дамуының негізгі кезеңдері

1 Экологияны ағзалардың бір-бірімен және ортамен байланысын биологиялық тұрғыдан зерттеу ретінде түсінген кезең.
2 1920-жылдардың ортасына қарай ағзалар бірлестіктерін (қоректік байланыстар, экологиялық пирамида және т.б.) зерттеуге бетбұрыс жасалған кезең.
3 1950-жылдары биоценоз және экожүйе ұғымдары зерттеулердің негізгі бірлігі ретінде орныққан кезең.
4 1970-жылдары биосфера және экожүйелер түйісіндегі аймақтарды жан-жақты зерттеу күшейген кезең.
5 Адамның биосферадағы ерекше рөлі мен жауапкершілігі айқындалған қазіргі кезең.

Экологияның негізгі бағыттары

Классикалық экология — биожүйелердің ортамен байланысын зерттейді.
Глобальды экология — биосфераның бірлігі мен тұтастығын қарастырады.
Қоғамдық экология — қоғам мен орта байланысын зерттейді.
Геоэкология — геожүйелер мен антропогендік өзгерістер ықпалын талдайды.
Адам экологиясы — адамның тіршілік ортасының экологиялық факторларын қарастырады.
Қолданбалы экология — агро-, қала және техносфера экожүйелерін зерттейді.
Экологиялық мониторинг — жағдайды бағалау, талдау, бақылау және болжау жүйесі.

Өсімдіктер экологиясындағы зерттеу логикасы

Зерттеу жұмыстары далалық, зертханалық және тәжірибелік бақылауларды өзара толықтыратын үйлесімді жүйе ретінде ұйымдастыруды талап етеді. Әртүрлі деңгейдегі биожүйелерде қалыптасатын байланыстардың көптүрлілігі зерттеу әдістерінің де сан алуандылығын туындатады.

Нәтижеге бағытталған сұрақтар

Популяция саны қалай өзгереді және оны болжауға бола ма?
Маусымдық ырғақтар өсімдік дамуына қалай әсер етеді?
Жаңа ортаға қоныстанған түрлердің бейімделуі қандай заңдылықтарға бағынады?

Негізгі әдістер: қысқаша түсіндірме

Экожүйелік әдіс

Энергия ағыны мен зат айналымына, биотикалық және абиотикалық құрауыштар байланысына назар аударады. Қорек тізбегі сияқты функционалдық байланыстарды айқындауға мүмкіндік береді; гомеостаз (өзін-өзі реттеу) тұжырымдамасы ерекше маңызды.

Қауымдастықтарды зерттеу

Түрлерді анықтау мен сипаттауға, таралуын шектейтін факторларды талдауға бағытталған. Табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану міндеттерін шешуде практикалық маңызы жоғары.

Популяциялық әдіс

Түр санының өсуі, тұрақтануы және кемуін математикалық үлгілер арқылы қарастырады: туу, тірі қалу, өлім-жітім, сан ауытқуы. Қорықтарды ұйымдастыру мен аңшылық шаруашылықты жоспарлауда маңызды.

Мекен ету орнын зерттеу

Ортаның физикалық факторлары мен ағзалардың тіршілігі арасындағы байланысты талдайды; «экологиялық қуыс» ұғымын негіздеуге қолайлы.

Модельдеу және жүйелік талдау

Экологияда математикалық статистика тәсілдері іріктеу нәтижелерінің дәлдігін бағалауға көмектеседі. Биологиялық жүйелердің өзін-өзі реттеу қабілеті анықталғаннан кейін кибернетика мен ақпарат теориясы, ықтималдық теориясы, матрицалық алгебра сияқты әдістерді қолдану қажеттілігі артты.

Модельдеу — экологиялық жүйелер мен үрдістердің үлгілерін құрастыру және зерттеу. Оның негізгі мақсаты — биологиялық жүйелердің құрылымы мен қызметіне қатысты гипотезаларды тәжірибе арқылы тексеру.

Материалдық (шынайы) үлгі

Мысалы, аквариум табиғи су қоймасының үлгісі ретінде қарастырылуы мүмкін.

Идеалды (белгілік) үлгі

Сызба, график, формула, кесте немесе концептуалдық жүйе сұлбалары.

Математикалық үлгілер сандық көрсеткіштерді бағалауда тиімді болғанымен, шынайы жүйенің толық бейнесін бермейтін абстракция екенін ескеру қажет. Сондықтан қазіргі экологияда шынайы және белгілік үлгілер өзара толықтыра қолданылады.

Қарапайым «жыртқыш–жемтік» және «паразит–қожайын» жүйелерінің алғашқы математикалық үлгілері В. Вольтерраның (1931) теориялық әзірленімдерімен байланысты. Қазіргі техника кері байланысы бар күрделі, өздігінен реттелетін жүйелерді — популяциялардан бастап биоценоздар мен биогеоценоздарға дейін — әрі антропогендік стресс әсерін де модельдеуге мүмкіндік береді.

Ескертпе: бастапқы мәтін үзіндісі осы бөлімде аяқталады («Табиғи ресурстардың өзін-өзі…» сөйлемі толық берілмеген).