Экология-табиғатты қорғау мен ұтымды пайдаланудың теориялық негізі

 

Экология және оның қысқаша  даму тарихы. Экологияның ғылым ретінде анықтамасы. Экологияның мақсаты, міндеттері және әдістері.  Экологияның қалыптасуының қысқаша тарихы. Экологияның бөлімдері: аутэкология, демэкология, синэкология, ғаламдық экология. Экологияның басқа ғылымдармен байланысы. Экологиялық мәселелерді шешудегі экологияның ролі.

Экология ( лат. оіkos – үй, баспана; logos – ілім) – жеке организмнің қоршаған ортамен қарым-қатынасын, ортаға бейімделу заңдылықтарын, сондай-ақ организм деңгейінен жоғарырақ тұрған биологиялық жүйелердің 

популяциялардың, организмдер қауымдастықтарының,экожүйелердің, биосфераның ұйымдастырылу және қызмет атқару заңдылықтарын зерттейтін ғылым. Экология терминін ғылымға енгізген Э.Геккель (1866). Экология ғылымы жедел дамып, көптеген жаңа салалары пайда болды. 19 ғасырдың аяғы, 20 ғасырдың басында ғалымдар негізінен жекелеген факторлардың, әсіресе климаттық факторлардың, организмдердің таралуы мен сан динамикасына әсерін зерттеді

Экология ғылымының калыптасуы тарихи дәуірлердегі коғамның және ондағы өндіргіш күштердің даму деңгейлерімен тығыз байланысты. Экология ғылымының тарихи дамуын, негізінен, үш кезеңге бөледі. Экология ғылымының калыптасуы тарихи дәуірлердегі коғамның және ондағы өндіргіш күштердің даму деңгейлерімен тығыз байланысты. Экология ғылымының тарихи дамуын, негізінен, үш кезеңге бөледі. Экология ғылымы туралы кейбір ұғымдар мен түсініктер өте ерте кездерден басталды. Бастапқы экологиялық көзқарастар, негізінен, ботаника және зоология ғылымдарының жетістіктерінің нәтижесінде калыптасты.

Бірінші кезеңде — экология ғылымы туралы деректер жеке организмдерге сипаттама беру арқылы жинақтала бастады. Бұл кезең адамның пайда болған күнінен бастап XIX ғасырдың 60-жылдарына дейінгі уақыт аралығын қамтиды.

Организмдердің тіршілік етуі өздері тіршілік ететін табиғи орта жағдайларымен  тығыз байланысты болатындығы ертедегі ойшыл ғалымдар Эмпедоклдің (б.з.д. 490—430 жж.), Теофрасттың (б.з.д. 372—287 жж.), Аристотельдің (б.з.д. 384—322 жж.) еңбектерінде атап көрсетілген.

Екінші кезеңде — экология ғылымы өз алдына жеке ғылым саласы болып қалыптасты. Бұл кезең XIX ғасырдың 60-жылдары мен XX ғасырдың 50-жылдар аралығын қамтиды. Бұл кезеңде орыс ғалымдары К.Ф.Рулье (1814—1858 жж.),Н.А.Северцов (1827—1885 жж.) және В.В.Докучаев (1846—1903 жж.) еңбектерінде алғаш рет көптеген экологиялық ұғымдар мен қағидаларга ғылыми тұрғыдан дәлелді қорытындылар жасалды.

К.Ф.Рулье органикалық дүниенің дамуы үнемі өзгеріп тұратын  орта жағдайларының әсерлеріне тікелей  байланысты деп қорытынды жасады. Сонымен катар ол жануарлар экологиясы ғылымының негізін салды.

Үшінші кезең — XX ғасырдың 50-жылдарынан басталып қазіргі уакытқа дейінгі аралықты қамтиды. бұл кезеңде экология ғылымы өз алдына көптеген жаңа салалар мен бағыттарға бөлінді. Сонымен бірге экологияжаратылыстану және қоғамтану ғылымдарының басын қосып отырған кешенді ғылымға айналды.

Қазіргі жалпы экология ғылымы организмдерді тіршілік деңгейлеріне сәйкес жеке салаларға бөліп зерттеуге ерекше мән береді. Мысалы, жеке дараларды — аутэкология, популяцияларды — демэкология, табиғи бірлестіктерді — синэкология, ал биосфераны — ғаламдық экология ғылымдары зерттейді. Экология ғылымының бұл салалары мен негізгі бағыттары бір-бірімен өзара тығыз байланысты. Мұның бәрі де жалпы экология ғылымына берілетін анықтамалардың мәнін аша түсуде әрі өз зерттеулері арқылы оның дамуына зор үлестерін қосуда.

Қазіргі жалпы экология ғылымының зерттеу бағыттары, негізінен, биоэкологияның іргелі заңдылықтарына сүйенеді.

1. Биоэкология ғылымы  тірі организмдердің жекеленген  ірі жүйелік топтары — микроорганизмдерді, саңырауқұлақтардың өсімдіктерді және жануарларды зерттеуге басты назар аударады.

2. Биоэкология жеке табиғи белдемдер экожүйелеріндегі организмдер мен орта жағдайларының өзара байланыстарын зерттеуге байланысты арктика жәнетундра экологиясы, орман экологиясы, дала экологиясы, шөл экологиясы, тay экологиясы және т.б. да көптеген салаларға бөлінеді.

3. "Адам және табиғат" жүйесі бойынша табиғат пен қоғам арасындағы өзара қарым-қатынастарға байланысты экологиялық зерттеулер көптеген бағыттар мен салаларға бөлінеді. Мысалы, тарихи экология, адам экологиясы, қала экологиясы, инженерлік экология, ауыл шаруашылығы экологиясы және т.б.

 

1.Тақырыбы Экология-табиғатты қорғау мен ұтымды пайдаланудың теориялық негізі.

2.Мақсаты Табиғат пен қоршаған ортада экологияның ғылым ретінде қалыптасуы мен тұрақты дамуы.

3.Дәрiс тезистерi. "Экология" терминін (грек сөзі:”oіkos”-үй,тіршілік ету ортасы;”logos”-ғылым) 1866 жылы неміс биологы Эрнст Геккель ұсынған.Өзінің зерттеу объектісі мен мазмұнына байланысты экология  бірнеше салаларға бөлінеді:

1. Организмдердің (особьтар, популяциялар, биоценоздар, т.б.) өзара және қоршаған  ортамен қарым - қатынасын зерттейтін  биоэкология. Биоэкология – особьтар  экологиясы (аутоэкология), популяциялар экологиясы (демэкология) және қауымдастықтар экологиясы (синэкология) болып бөлінеді.

2. Экология - әртүрлі иерархиялық  деңгейдегі экожүйелердің тіршілік  етуінің жалпы заңдылықтарын  зерттейтін ғылым.

3. Экология – барлық тірі  организмдердің тіршілік ету ортасын зерттейтін комплексті ғылым.

4. Экология – адамның түр  ретіндегі және қоғамның планета  экосферасындағы орнын, оның экологиялық  жүйелермен байланыстары мен  оларға әсер ету жағдайларын  зерттейді.

5. Экология – адамның шаруашылық  тіршілік әрекетінде өз қажеттіліктерін қамтамасыз ету үшін биосфера ресурстарын тиімді пайдалану жолдарын қарастыратын ғылым.

Қазіргі таңда түрлі ғылымдарды экологияландыру, яғни технологиялық, басқару, т. б. салаларда табиғи ресурстарды  пайдаланудың тиімділігін арттыруға және қоршаған ортаның сапасын жақсартуға, сақтауға бағытталған жүйелерді енгізу процесі қарқындап дамып келе жатыр. Тіпті өндіріс технологияларын экологияландыру қажеттілігі туындап отыр деуге болады. Бұл өндірістік процестердің табиғи ортаға зиянды әсерлерін болдырмау үшін жүргізілетін іс-шаралар жиынтығы.

Осыған байланысты экология өзінің бастапқы, тірі организмдер мен олардың  тіршілік ету ортасы арасындағы қарым-қатынастары  туралы зерттейтін биология ғылымының  бір саласы деген анықтама шеңберінен әлдеқайда кең, ауқымды бірнеше ғылыми салаларға бөлініп кетті. Дегенмен экологияның қазіргі таңдағы барлық салаларының негізі биоэкологияның фундаментальды идеялары болып саналады.

Зерттеу объектісінің көлеміне қарай  экология тірі организмдер мен олардың қоршаған ортасы қатысында жүретін үлкен географиялық процестерді зерттейтін географиялық немесе ландшафтық экология; Жер биосферасы туралы ілім – глобалды экология болып бөлінеді.

Зерттеу объектісіне байланысты экология микроорганизмдер, саңырауқұлақтар, өсімдіктер, жануарлар, адам, ауылшаруашылық, қолданбалы, инженерлік және жалпы экология болып бөлінеді.

1.Тақырып Экологияның бөлімдері-аутэкология, демэкология және синэкология.  

Экологиялық факторлар деп- қоршаған ортаның тiкелей немесе жанама түрде тiрi организмдерге әсер етуiн және организмнiң қоршаған орта жағдайына қалыптаса отырып жауап беруiн айтамыз. Факторлар тiкелей және жанама әсер етедi Кез келген организмнің, не организмдер тобының тіршілік етуі экологиялық факторлар деп аталатын белгілі бір орта жағдайлары комплексіне байланысты.

Организмдер үшін экологиялық факторлардың түрлі мөлшері, не деңгейі түрліше  әсер етеді.Экологиялық факторлардың әсер ету сипаты және организмнің  оған жауап реакциясы фактор әсерінің интенсивтілігімен немесе оның мөлшерімен анықталады.

Кез келген организмнің тіршілігі  үшін қолайлы не қолайсыз болып саналатын  факторлар әсерінің белгілі интервалы  болады. Организмнің қажеттілігіне  сәйкес келетін және оның дамуы үшін қолайлы жағдайлармен қамтамасыз ететін фактордың сан мөлшері оптимум аймағы деп, ал  организм үшін қолайсыз мөлшері пессимум аймағы деп аталады. Соңғы жағдайда организмнің тіршілік процестері басыңқы күйде болып, бұл оның дамуына кері әсерін тигізеді.

Либихтің минимум  және Шельфордтың максимум заңдары. 1913 жылы В. .  Немiс ғалымы Юстус Либих 1840 жылы «Минимум заңын» ашты. Ол өсiмдiктерге тәжiрибе жасап, өсiмдiктiң өсуi топырақтағы жетiспейтiн ең аз микроэлементтiң мөлшерiне байланысты болатынын дәлелдеген.Нәтижесiнде өсiмдiктiң өсiп-дамуын олар ең аз мөлшерде қажет ететiн микроэлементтер анықтайтыны белгiлi болған. Бұл Либихтың «минимум заңы» деп аталады.

Максимум заңы. 1913 жылы В. Шельфорд лимиттiк әсерлердiң минимум заңына сай «максимум»заңын, яғни төзiмдiлiк шек заңын ашты. Оны Шельфордтың толеранттылық заңы деп атайды (латын тілінен аударғанда tolerantia – шыдау, төзу).

Кез келген жағдайдың  толеранттық шекке жақындауы  немесе одан жоғарылауы лимиттiк жағдай немесе лимиттiк (шектеуші) факторлар деп аталады. Төзiмдiлiк шегiнен шығып кетсе, организм тiршiлiгiн жояды.

Оптимум және пессимум аймақтары мөлшерінің диапазоны организмнің сол экологиялық  фактор әсеріне деген төзімділігін (толеранттылығын) анықтаушы критерий болып саналады да, экологиялық валенттілік не толеранттылық деп аталады. 

Экологиялық фактордың оптимум және пессимум аймақтары мөлшерінің диапазоны кең  мөлшерінде тіршілік ете алатын түрлер эврибионттар (грекше: “eurus” –кең,  “stenos” – тар деген сөздерден алынған) деп, ал  аз ғана диапазондағы мөлшеріне бейімделген түрлер стенобионттар деп аталады.  Мысалы, ортадағы температураға байланыстыжоғарғы экологиялық валентті түрлер –эвритермиялық, ал төменгі – стенотермиялық деп, немесе ортаның тұздылық деңгейіне қатысты тұзды ортада тіршілік етуге бейімделген түрлер эвригалдар (грекше : “gals” – “тұз”) деп, ал тұз мөлшері аз ортада тіршілік ететіндер стеногалдар деп аталады.Сонымен, кез келген тірі организм табиғи ортада толып жатқан факторлар әсеріне ұшырайды. Экология ғылымы осы факторлардың санын ғана жіктеп қоймай, сонымен бірге және ең маңыздысы олардың ішіндегі ең негізгі дегендерін танып, олардың зерттеліп отырған объектіге әсерінің сипатын үғынуға мүмкіндік береді.

Экологиядағы классикалық немесе әдеттегі классификация бойынша  экологиялық факторлар екі топқа: абиотикалық және биотикалық болып  бөлінеді. Абиотикалық факторларға  климаттық факторлар (температура, жарық, ылғалдылық, қысым, т.с.с.), топырақ  пен судың физикалық қасиеттері жатады. Биотикалық факторларға қорек және особьтар мен түрлердің арасындағы қарым-қатынастардың түрлері (жыртқыштық, бәсекелестік, паразитизм, т.б) жатады.

Экологиялық факторлардың барлық классификацияларын қорытындылай келіп, оларды бір тұтас система бойынша топтауға болады.

Климаттық факторлар : 1) бірінші периодты факторлар (жарық, температура); 2) екінші периодты факторлар (ылғалдылық); 3) периодты емес факторлар (шквалды жел, өрттер, атмосфераның иондануы).

Климаттық емес физикалық  факторлар : 1) сулы ортаның факторлары (оттектің мөлшері, тұздылық, рН, қысым, тығыздық); 2) эдафикалық факторлар (рН, су; механикалық құрамы, тұздылығы, т.б.);

Қоректік факторлар  : 1) қорек саны; 2) қоректің сапасы.

Биотикалық факторлар: 1) түр ішілік қарым-қатынастар (гомотиптік реакциялар);                              2) түр аралық қарым-қатынастар (гетеротиптік реакциялар).

Организмдегі зат алмасу процестерінің  интенсивтілігіне әсер ететін аса маңызды  экологиялық факторлар – температура, жарық, су, ылғалдылық және минералды тұздар. Олар тірі организмдердің биосферада таралуына үнемі әсер етуші факторлар.

Популяцияның  өсуі мен сандарының реттелуі

«Популяция» терминi латынның- Populus (халық) деген сөзiнен шыққан. Популяция дегенiмiз – белгiлi бiр кеңiстiкте тiршiлiк етуге бейiмделген, генетикалық шығу тегi бiр өздерiне тән қасиеттерi бар бiр түрге жататын особьтар жиынтығы.

Н.П. Наумов популяциялардың  алып жатқан көлеміне қарай жергiлiктi (элементарлы), экологиялық және географиялық популяциялар деп бөлдi.

 Жергiлiктi популяция (элементарлы)-біртекті кішкене учаскені алып жатқан бір түрдің жиынтығы.

Экологиялық популяция-элементарлық популяциялардың жиынтығы,яғни биоценозға қатысты түрлер арасындағы топтар.

Географиялық популяция-экологиялық популяциялардан тұрады және географиялық біркелкі жағдайда тіршілік ететін организмдердің тобы.

Популяцияда үнемі тұқым қуалаушылық  өзгерістер болып тұрады. Будандасу процесінің нәтижесінде олар популяцияда таралып, оны толықтырады. Популяцияда тіршілік үшін күрес, табиғи сұрыпталу жүріп отырады, нәтижесінде берілген жағдайда пайдалы болатын өзгерістері бар ұрпақтар өсіп жетіледі, дамиды. Осылайша, популяция эволюциялық бірлік болып табылады. Популяцияны бірнеше белгілері сипаттайды, олар – популяцияның тығыздығы, саны, туылымы, өлімі, жас құрамы, территорияда таралу және өсу типтері.

Экологиялық орын - құрамына белгілі территориядағы барлық организмдер кіретін және оның қоршаған ортамен қарым-қатынасы нәтижесінде энергия ағыны белгілі трофикалық құрылымды, түрлердің көп түрлілігі мен жүйе ішіндегі заттар айналымын түзетін үздіксіз өзгеріп отыратын кез келген құрылым болып саналады.

Экожүйенің биотикалық бөлігі екі негізгі компонеттен  тұрады: 1) күн энергиясын сіңіріп, жай  минералды заттардан күрделі  қосылыстар түзетін автотрофты компонент, 2) күрделі органикалық қосылыстарды ыдыратып, жай заттарға айналдыратын гетеротрофты организмдер. Екінші жағынан, кез келген экожүйе бірнеше компоненттерден құралады, олар: 1) органикалық  емес заттар ( көміртек, азот, көмірқышқыл газ, су, т.б.). 2) биотикалық, абиотикалық бөліктерді байланыстыратын органикалық қосылыстар ( белоктар, көмірсулар, липидтер, гуминді заттар,т.б.), 3) климат (температура және басқа физикалық факторлар), 4) продуценттер – автотрофты организмдер – жай, органикалық емес заттардан қоректік заттар жасайтын жасыл өсімдіктер, 5) консументтер – гетеротрофты организмдер – басқа организмдермен, не органикалық қосылыстармен қоректенетін жануарлар, 6) редуценттер (деструкторлар, декомпозиторлар) – күрделі қосылыстарды продуценттер пайдалана алатын жай қосылыстарға ыдырататын бактериялар мен саңырауқұлақтар.