Биоценоздың экологиялық құрылымы

Биценоздың бірлестіктің экологиялық құрылымын сипаттайтын түрлі типтері ағзаның экологиялық топтарының қатынасы мен анықталады. Экожүйелер Әрбір биогеоценоз, негізінен, екі құрылымды бөліктен, сол аймақтағы тіршілік етуші тірі ағзалардан және сол ағзалар тіршілік ететін орта жағдайларының әсерінің жиынтығынан тұрады Олардың арасында тығыз байланыс туындап, белгілі бір жүйені құрайды. Ол жүйе экологиялық жүйе деп аталады. Биоценоздағы тіршілік жағдайлары онда болатын зат айналым әрекетіне тікелей байланысты болады. Биогеоценоздағы зат айналым тіршіліктің күрделенуіне байланысты эволюция барысында үнемі күрделеніп отырады. Кез-келген биогеоценоздың негізін жасыл өсімдіктер (органикалық затты түзушілер) құрайды, олады продуценттер деп атайды. Сонымен қатар, әрбір биогеоценоз, құрамында өсімдіктер немесе басқада жануарлармен қоректенетін, яғни, дайын органикалық заттарды пайдаланатындар консументтер деп аталады. Биогеоценоз құрамында (өсімдік пен жануарлар қалдықтарын) ыдыратушыларды – редуценттер деп атайды. Міне, осылай биогеоценозды құрайтын ағзалардың тіршілік әрекетінің арқасында айналадағы орта мен ағза арасында үздіксіз тұйық айналым түзіледі. Табиғаттағы айналым үшін сырттан үнемі энергия келіп тұруы керек. Ондай энергия көзі - Күн болып табылады. Биогеоценоздағы күн сәулесінің энергиясы ағзалардың тіршілік әрекетінің нәтижесі арқылы химиялық байланыстар энергиясына, механикалық және ең соңында ішкі энергияға айналады. Әрбір түр органикалық заттар ыдырағанда бөлінетін энергияның бір бөлігін ғана пайдаланады. Ал сол түрге қажетсіз, бірақ әлі энергиясы мол органикалық заттардың қалған бөлігін басқа ағзалар пайдаланады. Эволюция барысында әрбір биогеоценоздарда бастапқы қоректік заттан өзіне қажетті материалдар мен энергияны алатын өзара бір- бірімен тығыз байланыста болатын түрлер тізбегі қалыптасқан. Көптеген түр дараларының арасындағы мұндай күрделі байланыстарды қоректік тізбектер деп атайды. Қоркетік тізбектің қай сатысында болмасын соңында органикалық қалдықтар түзіледі. Оларды бактериялар мен ұсақ жәндіктер ыдыратады, осылайша коректік тізбек тұйық жүйе бойынша жүреді. Бұл заңдылық бірін – бірі жеу нәтижесінде жүреді де, коректену тізбегі арқылы жүзеге асады. Тізбек ішінде трофикалық сатысын бөледі. Коректену тізбегінің осылайша жалғасуы экологиялық пирамида ережесі арқылы жүреді.

Экологиялық пирамиданың мына категорияларын бөлуге болады:

1. Сандар пирамидасы – әрбір трофикалық сатыдағы даралар саны. 2.Биомасса пирамидасы - әрбір сатыдағы органикалық заттардың биомассасы.

3. Энергия пирамидасы - әрбір сатыдағы жұмсалған энергия мөлшері.

«Экожүйелер» және «биогеоценоз» ұғымдары бір – бірімен ұқсас, жүйе ішінде айналымда болады, «билгоеценоз» - белгілі бір аймақты қамтиды. Олай болса, билглоценоз жер бетінің белгілі бір бөлшегін алып жатқан, өсімдіктер жиынтығымен немесе фитоценозбен сипатталады. Уақыт бірлігіндегі өсімдіктердің органикалық массасын құру бірлестіктегі бірінші өнім деп аталады.

Уақыт бірлігіндегі консументтер массасының өсуі бірлестіктегі екінші өнім деп саналады. Кез келген биоценоз динамикалы, оларда популяцияға байланысты тіршілік ету жағдайлары мен олардың даралар қатынастары жағынан үнемі өзгерістер болып отырады. Мұндай түрлі өзгерістер әр бірлестіктерде болады, оларды 2 түрлі типке бөлуге болады: тізбекті және түсуші. Тізбекті өзгерістер бірлестіктегі тәуліктік, мерзімдік және көпжылдық периодты ішкі жағдайлар мен ағзалардың (ішкі) эндогендік ырғақтарының байқалуымен болатын өзгерістерді сипаттайды. Бірлестіктегі түспелі өзгерістер бірлестікті ақыр аяғында сол бірлестікте басқарушы түрлердің пайда болуына әкеледі. Осылайша, бірлестіктің өзреруі сукцессия деп аталады. Олар бірінші және екінші деп бөлінеді. Бірінші суцессия – тіршілігі жоқ жерде тіршілік түғызады. Екінші сукцессия – бұрын тіршілік болып, түрлі экстремалдық жағдайларға байланысты (өрт,мұздану т.б.) жойылып кеткен жерде тіршілік пайда болуы немесе басқадай ағзалық құрамда қайта қалпына келтіреді. Экожүйенің тұрақтылығы, биологиялық айналымның сенімді өтуі, түрлердің әртүрлілігіне негізделген және сукцессияның толықтылығы сол бірлестіктің эволюциялық ұзақ өзгерісінен туындаған.

Биосфера Алғашқы «биосфера» термині француздың белгілі натуралисті Жан Батис Ламарктің (1744 – 1829) еңбектерінде кездеседі. Оның пайымдауынша «биосфера» термині грекше «биос» - тіршілік, «сфера» - шар немесе қабық дегенді білдіреді Олай болса, жер ғаламшардағы тіршілік аймағы бар қабат болып саналады. Бұл туралы кейіннен көптеген зерттеулер шықты, ғылыми деректер жинақталып, түрлі жаратылыстану ғылымдарында қолданыла бастады. Биосфера терминін геология ғылымында кеңінен австрия ғалымы Э.Зюсс 1875 ж. қолданды. Биосфера жөніндегі алғашқы ғылыми ой – пікірлер 19 және 20 ғасырлардағы шет елдерде шыққан атақты ғалым В.В.Докучаев еңбектеріндеде кездеседі. Биосфера туралы тұтас ілімнің негізін салған көрнекті орыс ғалымы, геохимик В.И.Вернадский (1863 – 1945) болды. Ол Жердің химиялық құрылысын тіршілік химиясымен байланыстыра отырып, жер бетін өзгертудегі тірі ағзалардың рөлін ашып берді. В.И.Вернадский оларды «тірі заттар» деп атаған. В.И.Вернадский биосфера туралы ілімін қазіргі дүние жүзінің ғалымдарына толығымен мойындатты. Сонымен, эволюция барысында Жер ғаламшарының айналасындағы тірі ағзалардың тіршілігіне қажетті және қолайлы ерекше қабық немесе биосфер пайда болды. Қазіргі замандағы биосфера өзіне литосфераның жоғарғы жағын және атмосфераның төменгі жағын толығымен, гидросфераны да енгізеді.

Гидросфера – жер ғаламшарындағы барлық су айдындарын құрайды. Оған жер бетін алып жатқан мұхиттар мен теңіздер, өзендер мен көлдер, жерүсті және жерасты суларын жатқызады. Гидросферада тірі ағзалар массалары біркелкі орналаспаған. Негізгі масса, фитопланктондар су үстінің (50-80 мертлік қабаттарында) күн сәулесі түсетін, соның нәтижесінде фотосинтез процесі жүретін қабаттарында кездеседі. Тірі ағзалар сондай-ақ 11 км. тереңдікте де кездеседі (Мариан қазаншұңқырында погонофорлар кездескен). Литосфера – (грекше –«литос» - тас) жер шарындағы құрлықтың беткі қыртысты қатты қабығы. Литосфера қабатында тірі ағзалар 2-3 км.тереңдікте де таралған. Жердің ауа қабаты атмосфера деп аталады. Құрлықтың үстіңгі 100км биіктікке дейінгі бөлігінде атмосфера қабаты орналасқан. Оның шеті жер бетіндегі тірі ағзалардың тіршілігін Күннің ультракүлгін сәулелерінен қорғайтын ерекше қабат - озон қабатымен шектеседі, оның тіршілік үшін маңыздылығына байланысты «озон қорғаны» деп те атайды. Сонымен, биосфера жердің үш қабатындағы (гирдросфера, литосфера, атмосфера) тірі ағзалар тіршілік етеді (В.И.Вернадский бойынша, тірі денелер). Биосферадағы тірі ағзалар биомассасының ең көп тараған аймағы құрлық пен мұхит бетінде, яғни литосфера мен атмосфераның, гидросфераның және атмосфераның, литосфера мен гидросфераның түйіскен шекарасында байқалады. Бұл жерлерде тіршілікке өте қолайлы жағдайлар: температура, ылғалдылық, оттегі және ағзалардың қоректенуіне қажетті заттар және басқада элементтер жеткілікті түрде кездеседі. Биосферадағы тірі ағзалардың ең көп шоғырланған аймағын В.И.Вернадский «тіршіліктің беткі қаймағы» деп жазған. Атмосфераның жоғарғы қабатына көтерілген сайын және теңіз бен мұхиттардың терең қабатына жақындаған сайын тіршіліктің шоғырлануы азаяды. Биомассаның жиналуы жасыл өсімдік тіршілік әрекетіне тікелей байланысты болады. Жалпы тірі ағзалардың химиялық құрамы атмосфера және литосфера құрамынан көп айырмашылық жасайды. Оның есесіне олардың химиялық құрамында сутегі мен оттегі атомдары көбірек кездеседі, бірақ тірі ағзалар құрамында көміртегі, кальций және азоттың мөлшері басым болады. Тірі ағзалардың құрамында Менделеев кестесіндегі элементтердің бәрі де кездеседі деп айтуға болады. В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша тірі ағзалар әлемдік материяның ең белсенді бөлігін құрайды. Олар биосферадағы күрделі геохимиялық жұмыстарды жүзеге асырып, Жердің беткі қабаттарын түрлі өзгерістерге ұшыратады.

Биосферада екі түрлі зат айналымы жүзеге асырылады:

Үлкен – геологиялық – тірі және өлі табиғат атомдары арасындағы биогендік миграция.

Кіші – биологиялық – тірі ағзалар атомдары арасындағы биогендік миграция.

Биосферада кейбір активті химиялық элементтер атомдар күйінде бір ағзадан екіншісіне немесе өлі табиғатқа және қайтадан үздіксіз өтіп отыру нәтижесінде тұрақты болады. Соңғы 600 млн.жылда кембрийден бастап, Жер бетіндегі негізгі айналымдар өзгерген жоқ. Биосфераның тұрақтылық жағдайы ең алдымен олардағы тірі табиғат жағдайына, күн энергиясының фиксациясына және атомдардың биогендік миграциясына тікелей байланысты. Бірақ бұл тұрақтылықтың да шегі болады, оның бұзылуы үлкен келеңсіз жағдайларға әкеліп соғады. Жер бетінде биосфераның тұрақтылығын бұзатын биосфералық емес энергия көздері пайда болды (атомдық, сутектік). Қазіргі заманда адамзат баласының өзі де қоршаған ортаға өз өмірлеріне қауіп туғызатын көптеген залалдар келтіріп отыр. Бұл залалдарды әзірше қалыпқа келтіруге болады. Сондықтанда экология ғылымының да алданда тұрған ең елеулі міндеттердің бірі – биосферадағы болып жатқан процестерді реттеу және бұзылған ортаны қалпына келту жұмыстарын қолға алу. Биосфераның заңдарының негізі орындалуда, бірақ барлық дүние жүзі елдерінің экологтарының қосылуымен үлкен іс тындыруға болады.

Жер экожүйесіндегі адам. Экология демография. Адам – жер бетіндегі белгілі болып отырған 3 млн. биологиялық түрдің бірі болып саналады. Ол орны жануарлар дүниесі жүйесінен орын алған: Сүтқоректілер класы, приматтар отряды, гоминад тұқымдасы, адам туысы, қазіргі уақытқа дейін тек қана бір ғана түр – саналы адам (Нотто sapiens) сақталған. Адамның биологиялық табиғаты барлық тірі дүниеге бағытталған және өзінің көбеюіне және ұрпағын өсіру мен тәрбиелеуге, оларға максимум қауіпсіздік жасауға, өмір сүруге барынша қолайлы жағдай жасауға бағытталған. Бұл жағдайларды жүзеге асыру адамның өзін қоршап тұрған ортасымен тікелей байланысты. Адамзатқа табиғатта, популяцияда болып жататын барлық экологиялық құбылыстар мен жағдайлар әсер етеді. Бұл адамдардың популяциядағы барлық биологиялық түрлерге ұқсастығын көрсетеді. Популяциядағы басқа да биологиялық түрлерден адам баласының ерекшеліктері де басым, оларды табиғатпен экологиялық байланыстарынан және оларды жүзеге асыру барысындағы атқарылатын формаларының ерекшеліктерінен көруге болады. Осылайша, адамның басқа биологиялық түрлермен ұқсастығы оның биологиялық шығу тегіне, биологиялық заңдылықтар жүзеге асатын табиғатына байланысты. Ал олардың экологиялық айырмашылығы оның адамдар қоғамының яғни, қоғамдық және әлеуметтік заңдылықтар жүзеге асырылатын қоғамда өмір сүруінде. Бұл екі құбылыс ғаламшарда жалғыз ғана биоәлеуметтік түр болып саналатын, тек адамзатқа ғана тән құбылыс. Өзінің шығу тегіне, құрылысына және ағзаның атқарар қызметіне байланысты адам Жер бетіндегі басқа тіршілік иелерінен сапалық жағынан экологиялық байланыстарына қарай ерекшеленеді. Адамның принципиалды экологиялық ерекшеліктері: келісілген қоғамдық іс-әрекетке негізделген айқын әлеуметтілік, ерекше энергиялық қарулану және әртүрлі еңбек құралдарын жан – жақты пайдалану. Бұл ерекшеліктер жер бетіндегі тірі ағзалар үшін табиғатпен әлеуметтік – экологиялық өзара байланысты тудырады, ал адамның өзі ерекше биоәлеуметтік түр болып табылады. Құралдарды қолдану мен жасаудың экологиялық нәтижесі және отты пайдалану ертедегі адамдардың эмансипациясында ортаның абиотикалық факторлары әсер еткен сапалы жаңа сатысы болады, сондай-ақ өзінің әлеуметтік байланыстарын басқару мен жасырын энергиясын меңгерудегі ерекшеліктері. Осының бәрі адамның табиғатқа басшылық етуге жағдай жасайды. Саналы адамның шығуына байланысты адамзаттың сапалық қасиеттері де өзгерді. 40 – мың жылдан астам уақыт аралығында әлеуметтік – экологиялық деп дамып келеді. ХХ ғасырдың аяғында экологиялық жағдайлар кризиске ұшырап, адамзатқа жалпы қауып төнді – бұл адамзат алдында глобалды міндеттер қойды. Экологиялық демография Адамның саны мен популяциядағы структуралық өзгерісін демография зерттейді. Адам өзінің демографиялық үрдісіне әсер етуші факторлардың әсерін түзетіп отырады. Адам баласы энергияны қолдана отырып, тамақтанудың түрлі жолдарын тауып, сапасын өсіру нәтижесінде, сонымен қатар түрлі құрал жабдықтарды өз қолымен жасау негізінде және қоғамдық өмірге үрене жүріп, өзін және өзінің ұрпағын сырттан келетін түрлі келеңсіз жағдайлардан, жыртқыш аңдар шабуылынан, климаттың кері әсерлерінен, түрлі аурулурдан сақтану жолдарын тапты.Осыдан кейін ғана жер бетіндегі тұрғылықты халықтың саны өсіп, өмір сүру ұзақтығы артты және өлуге қарағанда (әсіресе, балалар арасындағы) туудың өсуіне байланысты халық саны да өсе бастады. Адам санының өсуінің дәлелдейтін мына фактілерді қарастырайық: 1830 жылдар айналасында адамзат баласы өздерінің ең алғашқы миллиард санын белгіледі, ал екінші миллиардты - 100 жылдан кейін (1939 ж.), үшіншісін – 20 жылдан кейін (1960 ж.), төртіншісін – 15 жылдан соң (1975 ж.), бесіншісін – 12 жылдан кейін (19897 ж.) атап өтті. 1994 жылы жер бетінде 5,5 млрд. адам тұрады деп саналған. 2000 жылы олардың саны – 6 млрд. адамға жетті. Тек саналы және сауатты түрдегі демографиялық саясат қана жер бетіндегі адамдар қонысын реттеу проблемаларын шеше алады. Өзін-өзі бақылау тапсырмалары: 1. Неліктен адамды биоәлеуметтік түр деп атайды? 2. Адамзат демографиясының экологиялық ерекшеліктері неде? 3. Адамның демогарафиялық болашағы қандай? Тапсырма (жазбаша орындалады): 1. Адам баласының толық жеңген және оның толық бақылауындағы ауруларды атаңдар. Қандай аурулар әлі де болса, адамдар арасында жоғары деңгейдегі өлім шығынына әкеліп соғады? Қандай соңғы шыққан ауруларға дәрі әлі табылған жоқ? 2. Адам тамақ ресурстарының жетіспеушілігін қандай жолдармен жоя алады және өз өмірінде әлеуметтік-экологиялық жағдайын қамтамасыз ете алады? 3. Дамушы елдерге көмек көрсетуші қандай халықаралық ұйымдарды білесіңдер? (сызбаны құру). 4. Отбасы құру бағдарламалары қандай формаларда жүзеге асырылады? 5. ХХІ ғасырдағы бүкіл дүниежүзілік экологиялық міндеттердің мақсаты қандай және олардың қандай жолдармен жүзеге асырылуда? (Сөзжұмбақ құрастыру.)

Әдебиеттер тізімі: Негізгі: 1. З.М.Молдахметов, А.М.Газалиев, С.Д.Фазылов. Экология негіздері, Қарағанды, 2002. 2. Вернадский В.И. Биосфера. М, «Мысль». 1967. 3. Радкевич В.А. Экология, Минск: Высшая школа, 1997, 4. ЧерноваН.М., Былова А.М. Экология, М: Просвещение, 1981. 5. Наумов Н.П., Экология животных.. М.: Высшая школа, 1963. 6. Горышина Т.К. Экология растений. М: Высшая школа,1979. 7. Одум Ю. Экология.М, Мир, т. 1-2, 1986. 8. Одум Ю. Основы экологии. М.: Прогресс, 1975. 9. Дажо Р. Основы экологии, М.: Прогресс, 1975. Ю.Р.С.Оразбаева, А.О.Дэрібаева.. Экология негіздері. Л.Н.Гумилев атындағы ЕМУ. Астана, 2001. И.Риклефс Р. Основы общей экологии, М: Мир, 1979. 10.Чернова Н.М. Основы экологии. М.: Просвещение, 1995. 11.Горелов А.А. Экология, М.: центр, 2000. 12.Данилов П.С. Маркевич Социальная экология, М.: Просвещение, 1991. ІЗ.Воронков Н.А. Основы общей экологии, М.: Издательство Рандеву- А,М.,1999. 14..АкимоваТ.А., Хаскин В.В Экология, М.: ЮНИТИ, 1998. 15.Воронков Н.А. Общая экология, М.„ Рандеву - А.М., 1999. Іб.Лосев А.В., Провадкин Г.Г., Социальная экология, М.: Владос, 1998. 17-Бродский А.К. Краткий курс общей экологии, С-Пб, 1992. 18.Бейсенова А.С, Шилдебаев Ж.Б., Саутбаева Г.З. Экология -Алматы, Гылым, 2001. 19.Тарасов А.О. Экология и охрана природы, М.., 1990. 20.Алексеев СВ. и др. Практикум по экологии, М: АОМДС, 1996. 21.Чернова Н.М. Лабораторный практикум по экологии, М.: Просвещение, 1986. Қосымша 22.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек, М., 1998. 23.Саданов АХ, Сванбаева З.С. Экология, М.:, - Алматы, Агроуниверситет, 1999. 24.Сагимбаев Г.К. Экология и экономика - Алматы, 1997. 25.Плешаков А.А. Экология для младших школьников, М:,Просвещение, 1995. 26.Шклярова О.А. Изучение экологического состояния школы. Биология в школе, № 3, 1990. 27.Экологическая паспортизация школ. Составитель Кузнецова О.Б. и др.- Вологда, 1993. 28.Экологический терминологический словарь - Алматы, Руан, 2000. 29.Агаджанян И.А. Человек и биосфера, М., Знание, 1987. ЗО.Будыко МИ. Глобальная экология, М., Мысль, 1977. ЗІ.Казимеж Греб Шеренга великих биологов. Наша Ксенгарня, 1971. 32.Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. СПБ, Химия, 1997. ЗЗ.Вронский В.А. Прикладная экология - Ростов - на Дону, Феникс, 1996. 34.Агаджанян Н.А., Трошин В.И. Экология человека.М.: 1994. З5.Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.,Мир, 1997. Зб.Рамад Ф. Основы прикладной экологии. Л., Гидрометеоиздат, 1981. 37.Булатов В.И. Россия радиоактивная, Новосибирск, ЦЭРИС, 1996. 38.Сидоренко Г.И., Можаев Е.А. Санитарное состояния окружающей среды и здоровье население окружающей среды и здоровье населения, М, Медицина, 1987. 39.Экологический энциклопедический словарь, М, изд.дом «Ноосфера», 1999. 40.Протасов В.Ф., Молчанов А.В., Экология, здоровье и природопользование, М., Финансы и статистика, 1995. 41.Бигон М.И. и др. Экология особи, популяции и сообщества. М., 1989. 42.Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. С-Пб, /Орыс тілінен аударған К.С.Көшкімбаев. 1992. 43.Фурсов В.И. Экологические проблемы окружающей среды. -Алма-Ата, Анатип, 1991. 44.Шилов И.А. Экология. М., Высшая школа, 2000. 45.Реймерс Н.Ф. Экология. М., Россия Молодая, 1994. 46. Ж.Жатқанбаев. Экология терминдерінің түсіндірме сөздігі. Алматы, 2000.