Дәріс №1. Экология пәніне кіріспе

Экология — тірі ағзалардың бір-бірімен және қоршаған ортамен өзара байланысын зерттейтін биология ғылымының саласы. «Экология» термині грек тіліндегі oikos (үй, тұрақ, мекен) және logos (ғылым) сөздерінен шыққан. Бұл ұғымды ғылымға алғаш рет 1866 жылы неміс ғалымы Эрнест Геккель енгізді.

Зерттеу нысаны

Экологиялық зерттеулердің нысаны — биологиялық макрожүйелер: популяция, биоценоз, экожүйе және олардың кеңістіктегі динамикалық өзгерістері.

Мақсаты

Биосфера аясындағы жаһандық үдерістерді бақылау арқылы тіршіліктің тұрақтылығын сақтау; адам–қоғам–биосфера арасындағы байланыстарды үйлестіру; табиғи ресурстарды тиімді пайдалануды нооэкологиялық тұрғыдан негіздеу.

Негізгі міндеттері

Популяция, биоценоз және экожүйені динамикалық зерттеу.
Экологиялық үдерістердің заңдылықтарын анықтау.
Индустрияландыру және урбандалу жағдайындағы ғаламдық проблемаларды талдау.

Тарихи даму желісі

XV–XVI ғасырлар — Ұлы географиялық ашылулар дәуірі: 1492 ж. Христофор Колумб Американы ашты; 1498 ж. Васко да Гамма теңіз жолымен Үндістанға жетті; 1519–1521 жж. Магеллан экспедициясы жер шарын алғаш рет айналып шықты. Бұл сапарлар Жер туралы білімді айтарлықтай кеңейтті.

XVIII ғасырдың соңы — XIX ғасырдың басы — табиғатты жүйелі зерттеу күшейді. 1807 ж. А. Гумбольд «Өсімдіктер географиясы туралы ойлар» еңбегінде өсімдіктердің таралуы ауа райы мен температураға тәуелді екенін көрсетті. Бұл идеялар кейін К.Ф. Рулье, Н.А. Северцев, А.Н. Бекетов еңбектерінде тереңдетілді.

Экологиялық ғылымның дамуына Ч. Дарвин, В.В. Докучаев, В.И. Вернадский, В.Н. Сукачев, Н.Ф. Реймерс елеулі үлес қосты.

Экология ғылымының даму кезеңдері

I кезең (1707–1924 жж.) — экологияның ғылыми алғышарттары қалыптасты.
II кезең (1924–1980 жж.) — экология дербес ғылым деңгейіне көтеріліп, зерттеу салалары мен мақсат-міндеттері айқындалды.
III кезең (1980–2000 жж.) — экология әлеуметтік, саяси-экономикалық және нарықтық жағдайлармен байланысты мәселелерді зерттеу деңгейіне жетті.

«Экология» және «экономика» ұғымдарының байланысы

«Экология» сөзінің түбірі oikos — «үй». Дәлме-дәл мағынада экология — «өз үйіңдегі ағзалар» туралы ғылым. «Экономика» сөзі де (oikonomike) осы түбірден тарайды және «үй шаруасын жүргізу» дегенді білдіреді. Екі сала өзара тығыз байланысты болғанымен, бұл байланыс қазіргі ғылыми кеңістікте жаңа мазмұнмен түсіндіріледі.

Зерттеу әдістері

Теориялық

Сипаттау
Жүйелік талдау
Модельдеу

Эмпирикалық

Бақылау
Салыстырмалы талдау
Эксперимент (лабораториялық, далалық)
Мониторинг

Қазіргі экологияда математикалық әдістер, ақпарат теориясы мен кибернетика тәсілдері кең қолданылады. Әсіресе ЭЕМ көмегімен іске асырылатын модельдеу әдісі маңызды орын алады.

Мониторинг ұғымы

«Мониторинг» ұғымы ХХ ғасырдың 20-жылдарында қалыптасып, ғылымға 70-жылдары кеңінен енгізілді. Мониторинг — қоршаған орта жағдайларын жүйелі бақылау және басқаруға бағытталған қызмет.

1) Бақылау

Қоршаған орта жағдайларына жүйелі, тұрақты бақылау жүргізу.

2) Болжау

Табиғи және антропогендік факторлар әсерінен орта күйінің өзгеруін болжау.

3) Басқару

Қоршаған орта жағдайларын реттеуге арналған іс-шараларды іске асыру.

Дәріс №2. Ағза және орта

Мекен ету ортасы — тірі ағзаны қоршайтын және оған тікелей немесе жанама әсер ететін табиғаттың бөлігі. Жер бетіндегі тірі ағзалар төрт негізгі мекен ету ортасын игерген:

1) Су

Судың қасиеттері мен құрамына тәуелді тіршілік кеңістігі.

2) Құрлық-ауа

Температура, ылғалдылық, жел және жарық сияқты факторлар басым орта.

3) Топырақ

Эдафикалық жағдайларымен ерекшеленетін орта.

4) Тірі ағзалар

Паразиттік, симбиоздық және басқа да тіршілік байланыстары дамитын орта.

Экологиялық факторлар

Ағзаға қажетті немесе кері әсер ететін қоршаған орта элементтері экологиялық факторлар деп аталады. Олар үш топқа жіктеледі: абиотикалық, биотикалық және антропогендік.

Абиотикалық факторлар

Абиотикалық факторлар — бейорганикалық табиғаттың тірі ағзаларға тигізетін әсері.

Климаттық (физикалық) факторлар

Ауаның ылғалдылығы
Жауын-шашын мөлшері
Ауа температурасы
Жарық мөлшері
Күн мен түн ұзақтығы
Жел әсері
Ауа қысымы және құрамы

Эдафикалық (топырақ) фактор

Химиялық құрамы
Физикалық қасиеттері
Механикалық ерекшеліктері

Гидрологиялық факторлар

Судың тұнықтығы
Күн сәулесінің түсуі
Судың құрамы
Қысым өзгерісі
Ластану деңгейі

Жер бедерінің әсері

Күн сәулесінің түсу ерекшелігі
Беткейдің еңістігі және экспозициясы

Ағзаларды экологиялық топтарға бөлу (мысалдар)

Дене температурасына байланысты (жануарлар)

Пойкилотермді (салқынқандылар)
Гомойотермді (жылықандылар)

Ылғал режиміне байланысты (өсімдіктер)

Гигрофиттер (ылғалы мол жерлер)
Мезофиттер (ылғалы орташа жерлер)
Ксерофиттер (құрғақ жерлер)

Ылғал режиміне байланысты (жануарлар)

Гигрофилдер (ылғалы мол жерлер)
Мезофилдер (ылғалы орташа жерлер)
Ксерофилдер (құрғақ жерлер)

Жарыққа байланысты (өсімдіктер)

Гелиофиттер (жарығы мол жерлер)
Сциофиттер (көлеңкелі жерлер)
Факультативті гелиофиттер (көлеңкеге төзімді)

Дәріс №3. Ағза мен қоршаған ортаның қарым-қатынасы

Тіршіліктің негізгі қасиеттері

Құрылым — тірі жүйелердің ұйымдасу деңгейлері мен ішкі байланыстары.
Қоректену — энергия мен заттарды алу үдерісі. Жануарлар мен саңырауқұлақтар басқа ағзалардағы органикалық заттарды ферменттердің көмегімен ыдыратып, қорытады.
Тыныс алу — жоғары энергиялы қосылыстардың ыдырауы нәтижесінде энергия бөлінеді; ол аденозинтрифосфат (АТФ) түрінде жинақталады.
Өсу — тірі ағзалар қоректік заттардың есебінен өседі (өлі табиғаттағы кристалдардан айырмашылығы).
Даму — уақыт өте ағзалардың күрделенуі мен өзгеруі.
Тұқымқуалаушылық — тұқым қуалайтын ақпараттың ұрпаққа берілуі, түрдің сақталуын және ата-аналық белгілердің жалғасуын қамтамасыз етеді.

Шектеуші факторлар және экологиялық заңдылықтар

Әрбір организмге әсер ететін факторлардың төменгі және жоғарғы шегі болады. Белгілі жағдайларда бір фактор шешуші рөл атқарады.

Ю. Либихтың «минимум заңы»

Организмнің тіршілік етуі ең аз мөлшерде болатын (шектеуші) факторға тәуелді болады.

В. Шельфордтың толеранттылық заңы

Организмдердің факторларға төзімділігі белгілі шектермен шектеледі; осы шектерден тыс жағдайда тіршілік әлсірейді немесе тоқтайды.

Дәріс №4. Популяция туралы түсінік

Экологияда популяция — бір түрге жататын даралардың белгілі бір аумақта бірге тіршілік етіп, өзара қарым-қатынаста болатын тобы.

С.С. Шварц анықтамасы бойынша, популяция — қоршаған ортаның үнемі өзгеріп отыратын жағдайында санын салыстырмалы тұрақты ұстап тұруға мүмкіндік беретін жағдайлармен қамтамасыз етілген белгілі бір түр ағзаларының элементарлық тобы.

Терминнің енгізілуі

«Популяция» терминін ғылымға алғаш рет 1903 жылы В. Иогансен енгізді.