Правило Бергмана

Правило Бергмана - в экологии - закон, согласно которому у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, размеры тела особей статистически больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала вида.

Для удовлетворения своих потребностей в воде, пище, чистом воздухе человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа. Экология как раз и изучает эти проблемы.

Очевидно, что экология тесно связана с другими биологическими дисциплинами, например с зоологией и ботаникой. Это действительно так. На заре развития этих наук внимание исследователей было сосредоточено на систематике и строении организмов. Но уже в первых сочинениях по флоре писание каждого вида растения стало сопровождаться указанием мест его произрастания. В изучении фауны также пришли к тому, что образ жизни животного взаимосвязан с условиями его обитания. Большинство этих сведений относятся, по существу, к экологии. Теперь перейдем к следующему подразделению экологии и будем рассматривать особь не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определенную территорию и относящихся к одному виду. Такие группы называют популяциями (от латинского слова популус – народ, или население). Наша особь начинает испытывать влияние соседей, а главное – начинает размножаться. И здесь возникают новые проблемы, относящиеся к изучению влияния внешних факторов уже не на отдельную особь, а на их группу, на изменение ее численности и состава. Жизнь и функционирование популяций достаточно сложный процесс. Дело в том, что популяция – не просто сумма отдельных особей. Взаимодействия организмов в популяции приводят к тому, что у нее появляются собственные свойства, отличные от свойств отдельных особей. Природная популяция всегда представляет собой некое единство.

Под влиянием различных факторов численность (число особей) популяции, ее возрастной состав и область распространения могут значительно изменяться во времени. Часто эти изменения способны приводить к неблагоприятным последствиям. Например, вспышки численности насекомых-вредителей могут наносить большой урон сельскому хозяйству. И наоборот, ущерб может возникать вследствие снижения численности организмов, используемых человеком для своих нужд (промысловых рыб, охотничьих и других видов животных и растений). Изучение жизни отдельных популяций, определение причин их изменений представляют собой большой материал, определяющий популяционную экологию. В природе совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, называемое сообществом, или биоценозом (от греческих слов биос – жизнь и ценоз – общее). Сообщество – довольно устойчивое биологическое образование, так как обладает способностью к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних воздействиях, вызываемых обычными изменениями климатических и других факторов. Устойчивость сообщества определяется не только устойчивостью входящих в него популяций, но и особенностями взаимодействия между ними. Изучение сообществ позволяет более точно определять причины изменений численности отдельных групп организмов, правильно организовывать ведение сельского, охотничьего или лесного хозяйства, разрабатывать способы борьбы с инфекциями, планировать размещение населенных пунктов и т.д. Здесь мы сталкиваемся со следующим, еще более сложным разделом экологии – экологией сообществ.

Совокупность всех экосистем Земли, в пределах трех геосфер (литосферы, гидросферы, атмосферы), с которыми взаимодействуют живые организмы, образует самую крупную экологическую систему Земли, называемую биосферой (от греческих слов биос – жизнь и сфера – шар).

В биосфере протекают очень сложные процессы. Все живые организмы тесно взаимосвязаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы. Это вода, воздух, почва, свет, температура. Организмы не только зависят от внешних условий, но и сами оказывают огромное влияние на окружающий их мир. Иными словами, живые организмы и неживая природа тесно связаны и находятся в постоянном взаимодействии. Изучение биосферы – наивысший по сложности раздел экологии, именуемый глобальной экологией.

В экологии имеются и другие подразделения. Одно из них ставит в центр внимания изучение человека. Эту отрасль экологии, использующую экологический подход применительно к человеческому обществу, называют сейчас наукой об окружающей среде, или экологией человека.

Итак, экология – наука, изучающая взаимоотношения живых организмов (включая человека) между собой и с окружающей средой. При этом объекты ее изучения – не только отдельные организмы, но, главным образом, их популяции, сообщества в определенных средах обитания, то есть природные экологические системы, развивающиеся и действующие по своим законам.

Экология – жизненно важная для человека наука, изучающая его непосредственное природное окружение. Человек, наблюдая природу и присущую ей гармонию, невольно стремился внести эту гармонию и в свою жизнь. Это желание стало особенно острым лишь сравнительно недавно, после того как сделались очень заметными последствия неразумной хозяйственной деятельности, приводящие к разрушению природной среды. А это в конечном итоге оказало неблагоприятное влияние на самого человека. Вот почему термин "экология" получил такое широкое распространение.

Следует помнить, что экология – фундаментальная научная дисциплина, идеи которой имеют очень важное значение. И если мы признаем важность этой науки, нам надо научиться правильно пользоваться ее законами, понятиями, терминами. Ведь они помогают людям определять свое место в окружающей их среде, правильно и рационально использовать природные богатства. Знания основ экологии помогут разумно строить свою жизнь и обществу и отдельному человеку; они помогут каждому ощутить себя частью великой Природы, достичь гармонии и комфорта там, где ранее шла неразумная борьба с природными силами.

В настоящее время экология превратилась в одну из главенствующих междисциплинарных синтетических наук, решающую актуальную проблему современности – изучение взаимоотношений человечества с окружающей средой. Это связано прежде всего с негативными экологическими последствиями воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли: парниковый эффект, кислотные дожди, истощение "озонового слоя", обезлесивание, опустынивание, угрожающее загрязнение среды различными токсикантами, обеднение и деградация природных экосистем.

Авторы сайта не несут отвественности за данный материал и предоставляют его исключительно в ознакомительных целях

Перехід суспільства з індустріальної стадії розвитку до постіндустріальної, що притаманно сучасності, висуває якісні нові вимоги до професійної підготовки фахівців. Значною мірою це стосується не тільки змісту, форм і методів навчання, а й самого спрямування сучасної професійної освіти на формування здатності фахівців до навчання упродовж життя. Особливо важливим є усвідомлення людиною значущості такого навчання для її професійної мобільності, підтримки власної конкурентоспроможності на ринку праці.

Слід підкреслити, що сама ідея неперервної професійної освіти, реалізації концепції ”освіта упродовж життя” посідає важливе місце серед сучасних прогресивних освітніх ідей, спрямованих на забезпечення сталого розвитку нашого суспільства та прогресу всього людства у ХХІ столітті. З цього випливає актуальність проблеми створення гнучких механізмів постійного оновлення змісту освіти та технологій неперервного оновлення знань. У контексті неперервної професійної освіти важливо зазначити також проблему стандартизації освітніх інформаційних технологій. Конкретизуємо цю тезу.

Неперервна професійна освіта має виключне значення як для самої особистості, так і для держави.

Щодо особистісного контексту, то неперервна професійна освіта має виступати як цілісна педагогічна система, яка організаційно, змістовно й технологічно забезпечує потребу людини у навчанні, духовному й культурному розвитку, підвищенні професійної компетентності й просто отриманні естетичної насолоди від пізнання всього нового, що відповідає інтересам і запитам особистості.

Щодо державного значення, то неперервна професійна освіта забезпечує стабільність розвитку суспільного виробництва, є засобом розширеного відтворення його інтелектуального, духовного і культурного потенціалу, а тому має стати пріоритетом соціальної державної політики.

Слід виділити якісно нові аспекти дослідження проблем неперервної професійної освіти у сучасній педагогіці:

• неперервна професійна освіта сьогодні охоплює не тільки всі традиційні компоненти освітніх систем, а й неформальну освіту, самоосвіту, освіту дорослих;

• навчання людей з різним життєвим і професійним досвідом, різними ціннісними орієнтаціями не може забезпечуватися лише простим механічним перенесенням попередніх досягнень педагогічної науки і практики у нові умови.

Отже, неперервна професійна освіта потребує нового теоретико-методологічного і методичного забезпечення з боку педагогічної науки, оскільки вона за цілою низкою ознак відрізняється від традиційної системи освіти.

До найбільш характерних особливостей неперервної професійної освіти сьогодні відносять такі: фундаменталізацію освіти; випереджувальний характер освіти; збільшення доступності системи освіти для населення; технологічність освіти.

Фундаменталізація освіти спрямована на формування системного мислення; цілісної наукової картини світу; забезпечення пріоритетності інформаційних компонент у перспективній системі освіти. Випереджувальна освіта зорієнтовує на майбутнє, на умови майбутньої професійної діяльності в інформаційному суспільстві. Збільшення доступності всіх видів освіти для населення забезпечується дистанційним навчанням та упровадженням різних телекомунікаційних технологій.

Високі темпи оновлення техніки і технологій, які перевищують сьогодні темпи зміни поколінь людей, зумовлюють зміни в системі неперервної професійної освіти. Вона відрізняється від традиційної освіти, перш за все, своїм технологічним забезпеченням, оскільки не може функціонувати на базі традиційних освітніх технологій.

Технологічність неперервної професійної освіти означає таке:

• збільшення часових термінів і значущості етапів самоосвіти;

• підвищення ролі засобів навчання, особливо розроблених на основі сучасних інформаційних технологій;

• підвищення значущості принципу індивідуалізації навчання.

Аналіз специфіки й особливостей неперервної професійної освіти дозволяє дійти висновку, що необхідною умовою ефективності реалізації цієї ідеї є розробка технологій неперервного навчання на основі їх інформатизації. Саме інформатизація технологій неперервної освіти виступає фактором інтеграції освітніх технологій на всіх її етапах. Слід підкреслити, що перехід до реалізації концепції неперервної освіти, використання сучасних інформаційних технологій навчання суттєво впливають на розуміння змісту поняття ”технологія навчання”.

У цьому контексті виділимо основні особливості сучасних технологій навчання.

По-перше, проектування технологій (наприклад, модульного, особистісно зорієнтованого, проблемного навчання) спрямовано на реалізацію у навчально-виховному процесі конкретної психолого-педагогічної парадигми як ідеології навчання.

По-друге, освітня технологія характеризується стабільністю, можливістю відтворення результатів навчання, незалежно від цілої низки факторів і умов навчання.

По-третє, технології навчання завжди зорієнтовані на заздалегідь запланований результат навчання.

По-четверте, технології навчання відрізняються масовим характером застосування, відтак мають властивість до тиражування.

Системний підхід до аналізу педагогічних технологій передбачає, що інформатизація технологій включає у себе не тільки впровадження засобів інформатизації навчання, а й інформатизацію всіх інших компонентів освітніх технологій.

Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, у характері їх впливу на організми і в відповідних реакціях живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей.

1.Закон оптимуму. Кожен фактор має лише певні межі позитивного впливу на організми. Результат дії змінного фактора залежить насамперед від сили його прояву. Як недостатня, так і надлишковий дію фактораотріцательно позначається на життєдіяльності особин. Сприятлива сила впливу називається зоною оптимуму екологічного чинника або просто оптимумом для організмів даного виду. Чим сильніше відхилення від оптимуму, тим більше виражене пригнічуючу дію даного чинника на організми (зона Песимум). Максимально і мінімально Переносимі значення фактора - це критичні точки, за межами яких існування вже неможливо, настає смерть. Межі витривалості між критичними точками називають екологічної валентністю (діапазоном толерантності) живих істот стосовно до конкретного фактору середовища.

Представники різних видів сильно відрізняються один від одного як за положенням оптимуму, так і з екологічної валентності. Так, наприклад, песці в тундрі можуть переносити коливання температурири повітря в діапазоні близько 80 ° С (від +30 ° до -55 ° С), тоді як тепловодного рачки Copilia mirabilis витримують зміни температури води в інтервалі не більше 6 ° С (від 23 ° до 29 ° С). Поява в еволюції вузьких діапазонів толерантності можна розглядати як форму спеціалізації, в результаті якої велика ефективність досягається на шкоду адаптивності і в співтоваристві збільшується різноманітність.

Одна і та ж сила прояву чинника може бути оптимальною для одного виду, пессімальной - для другого і виходити за межі витривалості для третього.

Широку екологічну валентність виду по відношенню до абіотичних факторів середовища позначають додаванням до назви чинника приставки "Еврі". Еврітермние види - виносять значні коливання температури, еврібатние - широкий діапазон тиску, еврігалінние - різну ступінь засолення середовища.

Нездатність переносити значні коливання фактора, або вузька екологічна валентність, характеризується приставкою "стіна" - стенотермние, стенобатние, стеногалінние види і т. д. У більш широкому сенсі слова види, для існування яких необхідні суворо визначені екологічні умови, називають стенобіонтнимі, а ті, які здатні пристосовуватися до різної екологічної обстановці - еврібіонтнимі.

2. Неоднозначність дії фактора на різні функції. Кожен фактор неоднаково впливає на різні функції організму. Оптимум для одних процесів може бути Песимум для інших. Так, температура повітря від 40 ° до 45 ° С у холоднокровних тварин сильно збільшує швидкість обмінних процесів в організмі, але гальмує рухову активність, і тварини впадають в теплове заціпеніння. Для багатьох риб температура води, оптимальна для дозрівання статевих продуктів, несприятлива для ікрометання, яке відбувається в іншому температурному інтервалі.

Життєвий цикл, у якому в певні періоди організм здійснює переважно ті або інші функції (живлення, зростання, розмноження, розселення і т. п.), завжди узгоджений із сезонними змінами комплексу чинників середовища. Рухливі організми можуть також змінювати місця проживання для успішного здійснення всіх своїх життєвих функцій.

Період розмноження є зазвичай критичним; в цей період багато факторів середовища часто стають Лімітуючими. Межі толерантності для розмножуються особин, насіння, яєць, ембріонів, проростків і личинок звичайно вже, ніж для неразмножающіхся дорослих рослин або тварин. Так, дорослий кипарис може рости і на сухому нагір'я і зануреним у воду, але розмножується він тільки там, де є волога, але не заливається грунт для розвитку проростків. Багато морські тварини можуть переносити солонувату або прісну воду з високим вмістом хлоридів, тому вони часто заходять до річки вгору за течією. Але їх личинки не можуть жити в таких водах, так що вид не може розмножуватися в річці і не обгрунтовується тут постійно.

3. Мінливість, варіабельність і різноманітність відповідних реакцій на дію факторів середовища в окремих особин виду.

Ступінь витривалості, критичні точки, оптимальна і пессімальние зони окремих індивідуумів не збігаються. Ця мінливість визначається як спадковими якостями особин, так і статевими, віковими і фізіологічними відмінностями. Наприклад, у метелика млинарської вогнівки - одного з шкідників борошна і зернових продуктів - критична мінімальна температура для гусениць -7 ° С, для дорослих форм -22 ° С, а для яєць -27 ° С. Мороз у 10 ° С губить гусінь, але не небезпечний для імаго і яєць цього шкідника. Отже, екологічна валентність виду завжди ширше екологічної валентності кожної окремої особини.

4. До кожного з факторів середовища види пристосовуються щодо незалежним шляхом. Ступінь витривалості до якого-небудь чинника не означає відповідної екологічної валентності виду по відношенню до решти чинників. Наприклад, види, що переносять широкі зміни температури, зовсім не обов'язково повинні також бути пристосованими до широких коливань вологості або сольового режиму. Еврітермние види можуть бути стеногаліннимі, стенобатнимі або навпаки. Екологічні валентності виду по відношенню до різних факторів можуть бути дуже різноманітними. Це створює надзвичайне різноманіття адаптацій в природі. Набір екологічних валентностей по відношенню до різних факторів середовища становить екологічний спектр виду.

5. Розбіжність екологічних спектрів окремих видів. Кожен вид специфічний за своїми екологічними можливостями. Навіть у близьких за способами адаптації до середовища видів існують відмінності у ставленні до яких-небудь окремими факторами.

6. Взаємодія чинників.

Оптимальна зона і межі витривалості організмів по відношенню до якого-небудь факторусреди можуть зміщуватися в залежності від того, з якою силою і вкаком поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Наприклад, спеку легше переносити в сухому, а не у вологому повітрі. Загроза замерзання значно вища при морозі з сильним вітром, ніж у безвітряну погоду. Таким чином, один і той же фактор у поєднанні з іншими надає неоднакове екологічний вплив. Навпаки, один і той же екологічний результат може бути отриманий різними шляхами. Наприклад, в'янення рослин можна призупинити шляхом як збільшення кількості вологи в грунті, так і зниження температури повітря, що зменшує випаровування. Створюється ефект часткового взаємозаміщення факторів.

Разом з тим взаємна компенсація дії факторів середовища має певні межі, і повністю замінити один з них іншим не можна. Повна відсутність води або хоча б одного з основних елементів мінерального живлення робить життя рослини неможливим, незважаючи на найсприятливіші поєднання інших умов. Крайній дефіцит тепла в полярних пустелях не можна заповнити ні великою кількістю вологи, ні цілодобової освітленістю.

7. Правило обмежуючих (лімітуючих) чинників. Фактори середовища, найбільш даленіючі від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в даних умовах. Якщо хоча б один з екологічних чинників наближається або виходить за межі критичних величин, то, незважаючи на оптимальне поєднання решти умов, особинам загрожує загибель. Такі сильно ухиляються від оптимуму фактори набувають першорядного значення в житті виду або окремих його представників у кожний конкретний відрізок часу.

Обмежують фактори середовища визначають географічний ареал виду. Природа цих факторів може бути різною. Так, просування виду на північ може лімітувати недоліком тепла, в арідні райони - нестачею вологи або дуже високими температурами. Обмежуючим фактором поширення можуть служити і біотичні відносини, наприклад зайнятість території більш сильним конкурентом або нестача обпилювачів для рослин.

Щоб визначити, чи зможе вид існувати в даному географічному районі, потрібно в першу чергу з'ясувати, чи не виходять які-небудь фактори середовища за межі його екологічної валентності, особливо в найбільш уразливий період розвитку.

Організми із широким діапазоном толерантності до всіх факторів зазвичай найбільш широко поширені.

8. Правило відповідності умов середовища генетичної зумовленості організму. Вид організмів може існувати до тих пір і остільки, оскільки навколишнє його природне середовище відповідає генетичним можливостям пристосування цього виду до її коливань і змін. Кожен вид живого виник в певному середовищі, в тій чи іншій мірі пристосувався до неї і подальше його існування можливе лише в ній або близькою середовищі. Різке і швидка зміна середовища життя може призвести до то

го, що генетичні можливості виду виявляться недостатніми для пристосування до нових умов.

Агробиогеоценоз (термин произошел от четырех слов греческого языка: "agros" - поле, то есть, имеющий смысл "агрономический", "bios" - жизнь. "gḗ" - Земля и "koinόs" - общий) однородный участок поверхности Земли с определенным составом живых (биоценоз) и косных компонентов (околоземный слой атмосферы, энергия Солнца, сама почва, и проч.) и динамическим взаимодействием между ними (обмен энергией и веществами).

Термин "агробиоценоз" предложил (1940 г.) В.Н. Сукачев (крупнейший русский биолог и географ).

Употребляется так же в значении "экосистема" с естественным биотическим сообществом, искусственно обедненным некоторыми его видами (например, сорными травами, насекомыми, приносящими вред сельскому хозяйству), которая неустойчива и способна длительно существовать только при поддержке ее человеком.

Агрофітоценоз. Назва його походить — від складного слова arpo (поле) і фітоценоз (рослина + загальний). В овочівництві — це угрупування рослин, яке штучно створює людина. Зв’язок їх значною мірою визначається біологічною, екологічною, агрономічною сумісністю овочевих культур (рослин) та відповідністю їх між собою до ґрунтових умов, рельєфу, експозиції поля, густотою рослин на одиниці площі та просторовим розміщенням їх у натурі.

Агрофітоценози з кількох компонентів використовують досить часто в овочівництві як у відкритому, так і в закритому ґрунті. їх можна також створювати з метою захисту рослин від шкідників, для збагачення ґрунту на поживні речовини. Для цього в посівах вирощують супутні рослини, які відлякують небажану ентомофауну. Наприклад, якщо між грядками помідора, картоплі, цибулі висівати нагідки (календулу), чорнобривці, красолю (настурцію, капуцин), то вони захищають зазначені культури від нематоди, відлякують метеликів, совок і мух. Для відлякування мишей та інших гризунів серед овочевих культур корисно вирощувати коріандр (кіндза, троян). Для посилення його бактерицидної та інсектицидної дії рослини потрібно один раз на тиждень зрізувати. На посівах буряка столового та бобових культур грядки обсаджують змієголовником. Його аромат сприяє зменшенню кількості шкідливих комах на цих культурах. Обсівання грядок капусти коноплею запобігає поширенню хрестоцвітної блішки.

У біологічному овочівництві також можна використовувати і несумісність культур. Так, кореневі виділення коноплі та свинорою призводять до загибелі пирію. Пирій також добре знищують (витісняють) гречка, свиріпа, редька і вика. У створенні агрофітоценозу часто використовують сумісні посіви овочевих культур. Важливе значення в цьому напрямі мають повторні посіви овочевих культур.

Рослини по-різному реагують на густоту їх у посівах. Так, зріджені посіви або насадження спричиняють більші коливання температури, що впливає на газообмін, а відтак і живлення рослин. У насінницьких посівах дворічних культур рослини сильно галузяться, що впливає на врожай та якість насіння. При надмірному загущенні зменшується площа живлення рослин, ґрунт швидко пересихає, створюються умови для розвитку хвороб і шкідників.

Врахування динаміки розвитку компонентів агрофітоценозу певне значення має при вирощуванні високих урожаїв овочевих культур. Зараз створюються нові сорти та гібриди з певними агроекологічними особливостями та відношенням до родючості ґрунту, світла, тепла. При цьому необхідно враховувати й агрофітоценоз овочевих культур. Агрофітоценози в овочівництві створюють шляхом ущільнення та використання повторних посівів.

Саме кліматичні фактори вирішальним чином визначають умови життя в будь-якому місці на Землі, а їх цифрові значення дають порівняльну характеристику середовища. До таких факторів належать: сонячне випромінювання, температура, вода (як фактор, а не фізичне середовище), атмосферний і гідросферний тиск.

А. Випромінювання сонця - служить первинним джерелом енергії, без якого не можливе життя. За деякими даними, на частку цього джерела падає до 99% енергії, що знаходиться в обертанні на Землі. Сонячне випромінювання, що проходить крізь верхні шари атмосфери і досягає поверхні Землі, складається з електромагнітних хвиль довжиною приблизно від 0,3 до 10 мкм. Ділянки спектру цього випромінювання – ультрафіолетовий, видимий і інфрачервоний – несуть різну кількість енергіъ.Повна кількість сонячного випромінювання, що падає на 1 см2поверхні верхньої межі атмосфери на протязі 1 хвилини, називається СОНЯЧНОЮ постійною. Вона дорівнює приблизно 8,3 Дж/cм2*хв. Ця величина означає, що якби енергія, що досягає із сонячними променями верхньої межі атмосфери, безперешкодно проникала до Землі і повністю нею поглиналась, то температура поверхні одно сантиметрового шару води збільшувалась б зі швидкістю 2° С у хвилину. Проте сонячне випромінювання частково поглинається атмосферою, частково нею же відбивається, а чимала його частина підлягає розсіюванню.

Величина безпосереднього випромінювання, що досягає даної точки поверхні Землі, коливається у межах 0,3 – 2,4 Дж/cм2*хв. і визначається рядом умов: товщиною і оптичними властивостями атмосфери, кутом падіння променів, положенням Сонця. Тобто безпосереднє випромінювання у певному місці земної кулі залежить від географічної широти, пори року, часу дня і погодних умов.

Сонячне випромінювання внаслідок контакту з частками атмосфери підлягає частково розсіюванню і відбиванню. Воно досягає поверхні Землі під різними кутами. Завдяки цьому, сонячна енергія проникає у місця, що закриті для прямого сонячного опромінювання, а у хмарні дні є єдиним джерелом сонячного випромінювання. Протягом доби величина розсіяного випромінювання зростає до полудня, а після цього зменшується. Енергія розсіяного випромінювання зимою в два і більше раз перевищує енергію (для Європи) безпосереднього випромінювання і приблизно дорівнює їй в інші пори року. Розподіл енергії розсіяного випромінювання виявляє зсув у бік ультрафіолетового випромінювання, частка якого в ньому вище, ніж у безпосередньому випромінюванні Сонця. Звідси зрозуміло, чому можна загарати в затінку при цілком безхмарному небі.

Сума безпосереднього і розсіяного випромінювання становить повне випромінювання Сонця. Частина цього випромінювання відбивається і спрямовує до неба, не змінюючи своєї довжини хвилі. Мірою відбитого випромінювання є альбедо, що визначає відношення (у %) відбитого випромінювання до випромінювання, що падає а дану поверхню. Величина альбедо залежить від характеристики поверхні. Альбедо сухого чистого снігу може досягати 95%, а волого темного грунту- тільки 5%. Величина альбедо залежить від висоти Сонця – промені, що падають на поверхню води під гострим кутом, можуть відбиватися на 90%.

Частина повного випромінювання, що поглинено поверхнею Землі, перетворюється в теплову енергі., яка вдруге відбивається у напрямі неба в інфрачервоному діапазоні. Випромінювання поверхні Землі протягом дня збільшується зі збільшенням температури грунту, а уночі зменшується. Довгохвильове випромінювання Землі більшою частиною поглинається вже у нижній частині тропосфери. Поглинання випромінювання поверхні Землі атмосферою призводить до збільшення випромінювання останньої у тому же інфрачервоному діапазоні.

Таким чином, чимала частина випромінювання Землі вертається назад і тепер повністю поглинається. Напруженість довгохвильового випромінювання, що повертається атмосферою, оцінюється в 2,5 Дж/cм2*хв., а незворотні енергетичні втрати у космічний простір, залежно від хмарності, складають 0,4 – 1,3 Дж/cм2*хв. Тобто зворотне випромінювання атмосфери є ефективним засобом повернення енергії, що загублена раніш Землею. Це явище, що відоме під назвою парникового ефекту, істотним чином впливає на тепловий баланс Землі. Середня температура Землі дорівнює 15° С, тоді як без зворотного випромінювання вона повинна становити –23° С. Таким чином, баланс на активній поверхні, тобто на межі між двома елементами системи, у якої відбувається теплообмін (у грунту – його поверхня, у води – її дзеркало),

Груповий ефект (ефект групи) — це оптимізація фізіологічних процесів, яка веде до підвищення життєздатності під час об'єднання тварин одного виду в групи. Він проявляється як психофізіологічна реакція окремої особини на присутність інших особин свого виду. Спостерігається прискорення темпів росту тварин, підвищення їх плодючості, швидке виникнення умовних рефлексів, збільшення середньої тривалості життя індивідуума. Поза групою у деяких тварин навіть не реалізується плодючість. Наприклад, голуби деяких порід не відкладають яйця, якщо не бачать інших птахів. Досить поставити перед самкою дзеркало, щоб вона почала яйцекладку

36. ПРИНЦИПИ ЕКОЛОГІЧНОЇ КЛАСИФІКАЦІЇ ОРГАНІЗМІВ

Екологічна класифікація організмів не має єдиної схеми, оскільки в організмів багато різних шляхів адаптацій. У систематиці критерієм класифікації є філогенетична єдність. В основу екологічної класифікації можуть бути покладені різні критерії. Наприклад, в основу екологічної класифікації рослин Теофраст Ерезійський (372-287 до н. е.) поклав життєву форму, розділивши всі рослини на дерева, чагарники й трави. Датський ботанік Е. Вармінг у 1884 році ввів поняття «життєва форма» і розділив усі рослини на дерева, напівдерева, наземні, трав'янисті, водні рослини. За відношенням до води рослини можна поділити на: гідатофіти, гігрофіти, мезофіти, ксерофіти.

Існує дуже багато екологічних класифікацій тварин. Наприклад, наземні, ті, що мешкають на деревах, у ґрунті, воді тощо

Понятие о динамике экосистем. Экосистемы подвержены непрерывным изменениям. Одни виды постепенно отмирают или вытесняются, уступая место другим. Внутри экосистем постоянно протекают процессы разрушения и новообразования. Например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни.

Постепенные процессы изменения экосистем могут носить иной характер в случае катастрофических воздействий на них. Если разрушение биоценоза вызвано, например, ураганом, пожаром или рубкой леса, то восстановление исходного биоценоза происходит медленно.

Изменение экосистемы во времени в результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы.

Изменения сообществ отражаются суточной, сезонной и многолетней динамикой экосистем. Такие изменения обусловлены периодичностью внешних условий.

Суточная динамика экосистем. Составляющие любую экосистему виды не одинаково реагируют на факторы внешней среды. Поэтому одни из них более активны в дневное время суток, другие — к вечеру и ночью. Суточная динамика происходит в сообществах всех зон — от тундры до влажных тропических лесов.

Наиболее четко суточная динамика выражена в природных зонах с резким колебанием факторов среды на протяжении суток. Например, в пустыне жизнь летом в полуденные часы замирает, хотя некоторые животные и проявляют определенную активность.

В умеренной зоне в дневное время господствуют насекомые, птицы и некоторые другие животные. В сумеречное и ночное время активными становятся ночные насекомые, например, бражники, комары, многие млекопитающие, из птиц — козодои, совы и др. (рис. 2.9). Суточная динамика прослеживается и у растений. Большинство покрытосеменных раскрывают свои цветки только в дневное время. Однако у некоторых растений наблюдается увеличение жизненной активности к ночи. Так, вечером усиливается аромат такой представительницы семейства орхидейных, встречающейся в наших лесах, как любка двулистная, что служит для привлечения ночных насекомых-опылителей.

Чрезвычайно интересное суточное явление наблюдается у представителей животного планктона (зоопланктона) в морях и пресных водоемах. Днем они держатся на глубине, а ночью поднимаются в поверхностные слои.

Сезонная динамика экосистем определяется сменой времен года. Это выражается в изменении не только состояния и активности организмов отдельных видов, но и их соотношения. В первую очередь сезонная динамика

затрагивает видовой состав. Неблагоприятные сезонные погодные условия заставляют многие виды мигрировать в районы с лучшими условиями существования. У видов же, остающихся зимовать в экосистеме, значительно изменяется их жизненная активность. Большинство видов деревьев и кустарников на зиму сбрасывает листву. Приостанавливается активное деление клеток образовательной ткани. Вегетативные органы однолетних растений отмирают. У многолетних трав жизнеспособными остаются только корневая система и зимующие почки, прикрытые от замерзания почвой и снежным покровом. Некоторые виды оседлых животных впадают в спячку, предварительно накопив запасы энергетического сырья — жира. Другие ведут зимой активный образ жизни и способны обеспечить себя кормом.

Со сменой сезонов года связано изменение флористического состава экосистем. Так, войдя в березняк, осинник или дубраву ранней весной, когда еще не распустились листья на деревьях, можно увидеть целые пятна цветущих растений-первоцветов. Эту группу растений составляют виды из семейства лютиковых (ветреница дубравная, чистяк весенний, перелеска благородная, сон-трава) и некоторые другие. Их раннее развитие является приспособлением к более полному использованию условий местообитания. Снег уже сошел, света и тепла достаточно, а вегетация основных растений еще не началась. А если вы войдете в тот же лес в конце мая—начале июня, то не узнаете этого места. Здесь развились уже другие травы, и ничто не говорит о бывшем буйном весеннем цветении первоцветов.

Таким же образом к смене сезонов года приспособились и животные. Весной у них появляется потомство. Активизация жизненных процессов приходится на летний период, а осенью они уже начинают готовиться к предстоящей зимовке.

В 1944 р. Сукачовим введений термін біогеоценоз.

Біогеоценоз - це сукупність на певному просторі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, ґрунту, кліматичних умов, рослинного, тваринного світу), поєднаних обміном речовин і енергії в єдиний природній комплекс.

Отже, під біоценозом розуміють стійку систему сумісно існуючої біоти (автотрофних і гетеротрофних організмів). Таким чином, біоценоз - це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії. Цей простір з конкретними умовами місцезростання і є біотопом.

До складу біогеоценозу входять біотоп та біоценоз.

Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом (тобто місце життя видів, організмів).

Біоценоз - це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії, що називається біотопом.

Необхідність введення поняття біогеоценоз викликана тим, що екологічна система не має просторової прив'язки (екосистемою може бути корова із мікроорганізмами, що паразитують на її тілі). Біогеоценоз - це завжди визначена окрема ділянка біосфери. З цієї точки зору біогеоценоз можна розглядати як окремий випадок, або один з видів екосистеми, який має чітку територіальну прив’язку. Поняття “біоценоз“ - умовне, оскільки поза середовищем існування організми жити не можуть, але ним зручно користуватися у процесі вивчення екологічних зв’язків між організмами.

Часто екосистему ототожнюють з біогеоценозом. І.Дедю вважає, що категорії екосистема та біогеноценоз збігаються на рівні рослинної сукупності й принципово різняться лише вище і нижче цього рівня.

Угруповання і неживе середовище функціонують разом як екологічна система (екосистема). Угрупованню відповідає термін біоценоз, а екосистемі - біогеоценоз. Таким чином накладаються не тільки два терміни - екосистема (запропонований А.Тенслі) і біогеоценоз (запропонований В.М.Сукачовим), а й два дещо різних підходи. Екосистемою, наприклад, може бути, за широким трактуванням західних учених, і океан, і крапля води. В уявленні В.М.Сукачова, біогеоценоз - це екосисте­ма в межах конкретного фітоценозу (рис. 1).

Фитоцено́з (от греч. φυτóν — «растение» и κοινός — «общий») — растительное сообщество, существующее в пределах одного местообитания. Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой. По Н. Баркману[1] фитоценоз — суть конкретный сегмент растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Термин предложен польским ботаником И. К. Пачоским в 1915 году. Фитоценозы является объектом изучения науки фитоценологии (геоботаники).

Фитоценоз входит в состав биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом. Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотический среды (экотопом) образует биогеоценоз. Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, так как трансформирует первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте веществ и энергии. От растительности зависят свойства почв, микроклимат, состав животного мира, такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т. д. В свою очередь, элементами фитоценоза являются ценопопуляции растений — совокупности особей одного вида в границах фитоценоза.

Зооцено́з (от гр. zoon — животное, живое существо, koinos — общий) — структурный компонент экосистемы; совокупность животных, что входят в состав биоценоза. Каждый зооценоз характеризуется определённым составом животных и их взаимоотношениями с окружающей биотической и абиотической средой. Зооценоз является условным термином и в современной экологии употребляется редко.