Понятийный аппарат экологии

В экологии, как и в любой другой науке, при описании изучаемых процессов и явлений используются специальные понятия и термины. Обычно, когда необходимо указать на окружающую те или иные организмы среду, используют понятие «среда обитания». Таким образом, среда обитания – это часть окружающей организм (или организмы) природы, которая оказывает на него (них) определенное воздействие. Поскольку организмы населяют самые разнообразные стихии, различают водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (для паразитов) среды обитания. Как было сказано выше, среда обитания не просто «окружает» организмы, но оказывает на них определенное воздействие. Элементы среды, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Среди последних обычно выделяют четыре группы:

1. Биотические факторы – это разнообразные типы взаимоотношений живых организмов между собой; при этом такие взаимоотношения могут быть как внутривидовыми, так и межвидовыми.

2. Абиотические факторы – своим действием во многом определяют весь комплекс взаимоотношений организмов и окружающего их неорганического мира. Абиотические факторы могут быть: климатическими, орографическими (факторы рельефа) и геологическими.

3. Почвенные (эдафические) факторы – занимают отдельное место, что объясняется особым представлением о почве, как о «биокосном теле» (по В.И. Вернадскому).

4. Антропогенные факторы – это комплекс взаимоотношений человека и окружающего его мира. При этом учитывается не только непосредственное воздействие самого человека (как организма) на окружающую природу, но также и опосредованное – в результате его хо­зяйственной деятельности.

Как правило, в природе экологические факторы действуют совместно, т.е. комплексно. Комплекс факторов, под действием которых происходит нормальное развитие, размножение, а также осуществляются все основные жизненные процессы организмов, называются условиями жизни. Это понятие не следует путать с условиями существования. В последнем случае подразумеваются условия, при которых осуществляются все основные жизненные процессы, но размножения не происходит.

Особь – элементарная единица живого. Вид – таксономическая систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками (морфолого-функциональный критерий), способная к взаимному скрещиванию, дающая в ряду поколений плодовитое потомство (генетический критерий), закономерно распространенная в пределах определенного ареала (географический критерий) и сходно изменяющаяся под влиянием факторов среды (эволюционный критерий). Особи одного вида организмов, обитающих на определенной территории, называются популяцией. Термин популяция первоначально применявшийся для обозначения групп людей, в экологии приобрел более широкое значение и относится к группе особей любого вида организмов. Популяция – это минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, населяющая определенное пространство, объединенная общностью генофонда и образующая самостоятельную генетическую систему, а также формирующая собственную экологическую нишу. Экологическая ниша – это совокупность характеристик, показывающая положение популяций в экосистеме. Она не может быть занятой или незанятой, она возникает вместе с популяцией и исчезает с ней. Экологическая ниша – это не пространственная, а функциональная категория. Популяции образуют сообщество – совокупность взаимосвязанных организмов разных видов. Пространство (или территория), на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности, называется ареалом или областью распространения. В принципе, понятие ареал применимо не только к отдельным видам, но также и к другим систематическим категориям (родам, семействам и т.д.). Изучением характера распределения организмов в пределах ареала занимается топография, а пространственное положение особей называется топографическим положением. Основное требование, предъявляемое при выделении ареала – это обозначение его границ географическими точками. Ареал может быть сплошным, когда в его пределах особи занимают все необходимые для них места обитания. Разорванный или дизъюнктивный ареал образуется в том случае, когда между его частями возникают различные преграды (водные, климатические, эдафические, орографические и др.), пространства, не заселенные представителями данного вида. Ареал может иметь геометрический центр, центр возникновения вида в пределах ареала, центр обилия (часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее количество особей). В зависимости от величины ареала и характера распространения различают виды:

· космополиты – представители этих видов встречаются на всех материках;

· убиквисты – виды, имеющие крайне широкий ареал распространения, способные существовать в несходных местообитаниях.

· эндемики – виды, для которых характерны очень небольшие ограниченные ареалы.

· викарные – виды, обитающие на одной географической территории, но в разных экологических условиях, т. е. на топографически различных участках.

· реликтовые – виды, некогда имевшие более широкое распространение, а теперь встречающиеся на ограниченной территории.

Вся совокупность тел живых существ носит название живое вещество. Если живое вещество выразить в единицах массы, то в этом случае говорят о биомассе. Биомасса – это совокупная масса всех живых организмов, обитающих на исследуемой площади или в исследуемом объеме. Живое вещество на нашей планете не образует сплошного равномерного слоя (равномерно утолщенной «пленки жизни»), а определенным образом группируется. Группировки формируются в самых разнообразных условиях, и их особенность как раз и будет определяться характером действующих в данном регионе экологических факторов. Такие группировки живых организмов, называют биоценозами. Биоценоз, как правило, многокомпонентная система, объединяющая ряд составляющих элементов – растений, грибов, микроорганизмов и животных. Растительный компонент биоценоза обычно именуют фитоценозом, животный – зооценозом, микробиальный микробоценозом, а грибной – микоценозом. Исторически сложившуюся совокупность видов или других систематических групп (родов, семейств и т. д.) организмов, обитающих на данной территории, называют в случае растений и микроорганизмов – флорой, в случае животных – фауной, а в случае грибов – микобиотой. При проведении экологических исследований составляется список видов, обычно разделяемый на флористические или фаунистические элементы, выделяемые на основе сходства происхождения и расселения организмов. Биологическая группа – это совокупность организмов, сходных по определенным биологическим признакам (морфологическому строению, образу жизни и др.). При этом не обращается внимания на степень филогенетического родства. В случае использования понятий «растительный покров» и «животное население», растительный и животный мир данного района рассматривается не как набор систематических групп (как в случае «флоры» и «фауны»), а как совокупность определенным образом исторически сложившихся и экологически обусловленных сообществ, т.е. фито- и зооценозов. Поскольку индикатором любого биоценоза (наземного) выступает растительный покров, то на его основе разработана система классификации биоценозов. Наименьшей единицей в этой классификации является биоценотическая ассоциация, т.е. группа биоценозов, объединяемых на основе сходства видового состава и доминирующих видов растений. Следующей категорией является биоценотическая формация, которая выделяется на основе сходства эдификатора, т.е. вида, общего для всех ассоциаций, преобладающего и в наибольшей степени, определяющего характер сообществ. Формации объединяются в группы биоценотических формаций, последние, в свою очередь – в классы биоценотических формаций. Классы биоценотических формаций образуют общий зональный тип биоценозов или биом. Различают ряд биомов: тундры, северные хвойные леса (тайга), листопадные широколиственные леса умеренной зоны, степи умеренной зоны, тропические степи и саванны, жестколистные леса средиземноморского типа, пустыни, сезонные тропические леса, дождевые тропические леса, тропическое колючее редколесье. При этом, помимо названных основных биомов, различают переходные типы – экотоны (например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.). Выделение основных биомов основано на принципе зональности, т.е. изменения характера биоценозов в связи с климатом, меняющимся из-за изменения угла падения солнечных лучей на поверхность планеты, а также в силу меридиональных климатических особенностей территории, обусловленных удалением от океана, количеством осадков и др.

Зональность следует отличать от поясности, т.е. изменения характера биоценозов в связи с повышением высоты над уровнем моря в горах. Условия жизни в биоценозе называют местообитанием. Местообитание – это не только территория, занимаемая сообществом, но еще и комплекс присущих ей экологических факторов. Помимо понятия биоценоз, в экологии большое значение уделяется таким понятиям, как экосистема и биогеоценоз. Под экосистемой понимают единую систему живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ, объединенных в единое функциональное целое. Следует иметь в виду, что передача энергии осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам. От понятия экосистема следует отличать близкое понятие – биогеоценоз. Биогеоценоз – это часть экосистема в границах фитоценоза. Каждый биогеоценоз – это экосистема, но не каждая экосистема – биогеоценоз. Экотоп – комплекс экологических абиотических факторов, действующих на данной территории, внутри экосистемы. Некоторые авторы считают экосистему основной таксономической единицей экологии. Отсюда одно из определений: экология – дисциплина, изучающая общие закономерности функционирования экосистем. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера – это экосистема высшего порядка, своеобразная оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в основных чертах обусловлены прошлой и настоящей деятельностью живых организмов. Это самая крупная из известных нам биологических систем, близкая к идеалу «самообеспечения». Биосфера включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли, в результате чего эта система, через которую проходит поток энергии от мощного источника, Солнца, и которая переизлучает энергию в космическое пространство, поддерживается в состоянии устойчивого равновесия.