Тақырып. «Тұрақты даму» түсінігінің анықтамасы және Тұрақты даму концепциясын орындаудағы экологияның рөлі. 3 страница

Көрінетін жарық ағзаларға әр түрлі әсер етеді: Қызыл сәулелер жылулың, көк және күлгін биохимиялық реакциялардың жылдамдығы мен бағытын өзгертеді. Жалпы алғанда жарық өсімдіктердің даму жылдамдығыиа, фотосинтез дің интенсивтілігіне, жануарлардың белсенділігіне, қоршаған ортаның ылғалдылығы мен температурасының өзгеруіне әсер етеді, тәуліктік және маусымдық циклдерді қамтамасыз ететін маңызды фактор больш табылады. Әрбір мекен ету ортасы жарық күшімен, мөлшерімен жэне санасымен анықталатын белгілі бір жарық режимі-мен синатталады. Жарықтың күші немесе интенсив-тілігі уақыт бірлігінде аудан бірлігіне келетін энер-гиямен өлшенеді: Дж/м²с; Дж/см²с. Бұл факторға рельефтің ерекшеліктері күшті әсер етеді. Ең интенсивті жарық тікелей жарық, бірақ өсімдіктер таралган жарықты толығырақ найдаланады.

Жарықтың мөлшері радиация жиынтығымен аныңталады. Полюстерден экваторға қарай жарықтыц мөлшері артады. Жарық режимін анықтау үшін шағылысқан жарық мөлшерін де, яғни альбедо (латьш тілінен аударғанда albus – ақ)есепке алу қажет.

Альбедо дегеніміз әр түрлі денелердің бетін шағылыстыру қабілеті. Ол радиацияның жалпы мөлшерінен пайызбен шаққандағы мөлшері. Альбедо жарық сәулесінің түсу бұрышына және беттің шағылыстыру қасиетіне байланысты болады. Мысалы, таза қардың альбедосы 85%, лас қар 40-50%, қарашірікті топырақ 5-14%, ашық түсті құм 35-45%, орман 10-18%, үйеңкінің жасыл жапырағы 10%, күзгі сары жапырақтар 28%.

Экологиялық фактор ретінде жарыққа қатысты өсімдіктердің төмендегі топтарын бөлпі көрсетуге болады: гелиофиттер (грек тілінен аударғанда Һе1іоs - күн, рһуtоn өсімдік сциофиттер (грек тілінен аударғанда skіа — көлөңке) және көлеңкеге төзімді өсім діктер (факультативті гелиофиттер).

Жарық сүйгіш түрлер (гелиофиттер) жарық жақсы түсетін ашың жерлерде өседі. Фотосинтез ироцесінің тыныс алудан басымдылыгы тек жоғары жарықтың жағдайьшда гана орын алады (бидай, қарағай, майқарағай). Күнбағыс, итошаған, ңойжелкен тәрізді жарық сүйгіш өсімдіктердің гүлдері жарыққа қарай күн бағытымен бұрылып отырады.

Көлеңке сүйгіш өсімдіктер (сциофиттер) күшті жарықты көтере алмайды, үнемі көлеңкеде орманның көлеңкесінде өседі (орманда өсетін шөптесін өсімдіктер, папоротниктер, мүктер, ашқылтым шөптер). Кесілген орманның орнындағы шөптер тіршілігін сақтай алмайды.

Колеңкеге төзімді осімдіктер (факультативті гелиофиттер) жақсы жарық жағдайында өседі бірақ көлеңкені де жақсы көтереді (орманның көптеген өсімдіктері, шалгындық өсімдіктері, орман шөптері мен бұталары). Көлеңкеге төзімді агаштар мен шөптесін өсімдіктер жапырақтарының мозаикалы орналасуымен ерекшеленеді.

Биолюминесценция дегеніміз тірі ағзалардың жарық шығаруға қабілеттілігі. Бұл қоршаған ортадан түсетін тітіркендірулерге жауап ретінде катализатор-әсерінен күрделі органикалық заттардың тотығуы болады. Балықтар, бесаяқты былқылдақденелілер және басқа да гидробионттардың, сондай-ақ кейбір жер-ауа ортасында тіршілік ететін ағзалардың шығаратын жарықтық сигналдары (мысалы, шілделік тұңымдасы-ның ңоңыздары) қарама-қарсы жыныс дарасының назарын аудару, жемтігін аулау немесе жыртқыштардан қорғану, кеңістікті бащарлау үшін қажет.

Температура. Тірі ағзалардың жер бетінде таралуын анықтайтын факторлардың бірі температура. Жылудың тек абсолюттік мөлшері ғана емес, сондай-ақ оның уақыт бойынша таралуы, яғни жылулық режим маңызды болып табылады. Өсімдіктердің денесінің өзіндік температурасы болмайды. Олардың жылу реттеуінің анатомо-морфологиялың және физиологиялық механизмдері ағзаны қолайсыз темпе­ратуралардан корғауға бағытталған.

Ылғалдылық жетіспейтін жоғары температуралы белдеулерде тарихи даму барысында жапырақ бетінің ауданы кіші немесе жапыраңтары болмайтын өсімдіктердің морфологиялың типі ңалыптасқан. Көптеген шөл өсімдіктерінде аңшыл-түкті жабы-ны болады. Бұл бейімделушілік күн сәулелерін шағылыстырып, өсімдікті шектен тыс қызьш кетуден қорғайды (құм қарағайы). Жануарларда ағзаны қолайсыз температуралардың әсерінен қорғауға бағытталған морфологиялың бейімделулер қалыптасқан.

Бергман ережесі(1847 ж.) бойынша түрдің,не ­біртекті жақын түрлердің тобында дене мөлшері ірі жылықанды жануарлар анагүрлым салқын аудандарда таралған. Термодинамика түргысынан ағзаның жылуды жоғалтуы оның салмағына емес, бетінің ауданына тура пропорционал болады. Неғұрлым жануар ірі және денесі шағын болған сайын оған тұрақты температураны ұстап түру жеңіл. Ал неғұрлым жануар үсақ болса, оның салыстырмалы ауданы жоғары және жылу жоғалтуы да, зат алмасу деқгейі де, энергия жоғалтуы да жоғары.

Аллен ережесі (1877 ж.) бойынша дене темиературасы тұрақты жануарлардың салқын климаттық белдеулерде денесінің шыгыңқы бөліктері кішірейеді. Қолайсыз жағдайларға бейімделудің ерекше түрі анабиоз. Анабиоз дегеніміз тіршілік процестерінің баяулауы сонша, оларда тіршілік белгілері білінбейді. Бұл жағдай өсімдіктердің құрғақ тұқымдарына, кеп-кен қыналарға, ңарапайым біржасушалы жануар-ларға, коловраткаларға, жұмыр қүрттарға, кейбір бунақденелілерге тән. Анабиоздың көмегімен ағзалар қолайсыз жағдайларды басынан өткізе алады.

Негізгі тіршілік орталары:Жердегі тіршілік Пайда болған алгашқы орта су болып табылады. Тарихи даму барысында көптеген ағзалар ауа-жер ортасына тарала бастады. Нәтижесінде эволюция барысында жаңа тіршілік ету жағдайларына бейімделген құрлық өсімдіктері мен жануарлары пайда болды.Тірі ағзалардың тіршілік әрекетінің нәтижесінде құрльщта литосфераның жоғары ңабаттары біртіндеп топыраққа айналады. В.И. Вернадский оны планетаның биокостық денесі ден атады. Ол тірі ағзалардың мекен ету ортасымен бірлескен әрекеттесуі нәти-жесінде пайда болды. Биокостың денелер бұл өсімдіктер мен жануарлардың тіршілік әрекетіне байланысты қайта өңделген табиғи, минералды қосылыстар.

Топырақта су және құрлық ағзалары таралып, оның өзіне тән комплексі түзілді. Қазір жердегі тіршіліктің 4 ортасын бөліп көрсетуге болады: су, жер-ауа, топырақ және тірі ағзалар.

Су тіршілік ортасы. Гидросфера жер бетінің жалпы ауданының 71%-ға дейінгі бөлігін алып жатыр. Сулы ортада мекендейтін ағзаларды гидробионттар деп атайды. Қазіргі кездегі гидросфера тек қазіргі кез-дегі тірі заттың гана емес, ертедегі геологиялық дәуірлердің тірі затының тіршілік әрекетінің өнімі болып табылады. Ғалымдардың есептеуі бойынша бүкіл гидросферадағы судың (теңіз, мұхит, өзен, көлдер) биологиялық айналымы 2 млн. жылда аяқталады. Яғни су планетаның, бүкіл тірі заты арқылы айналып өтеді. Әлемдік мұхиттың сулары шамамен 3000 жылда жаңарады. Ағынсыз көлдердің суы 200-300 жылда, өзендердің суы әр 12 күн сайын жаңарып отырады. Тіршілік ортасы ретінде суға тән қасиет қозгалғыштығы.

Су ағзаларының, экологиялық жағынан бейімдеушілік қабілеті қүрылық ағзаларына қараганда төмен.Себебі, су анағұрлым тұрақты орта, оның абиотикалық факторлары салыстырмалы түрде аз өзгереді. Су ортасының тағы бір ерекшелігі ондаі дет-риттің (латын тілінен аударғанда сіеігпий бөлшектенген] көп болуы Детрит дегеніміз өлген өсім-діктер мен жануарлардың қалдыңтарынан түзілген үсақ органикалык заттың бөлілектері. /Детрит көнтеген су ағзалары үшін ңорек болып табьалады-Арнайы микроиоралы қүрылымдардың көмеегімен суды сүзіп ңоректенетін жануарларды биофильтра-торлар деи атайды. Мүндай қоректену типін филь­трация дейді. Биофильтраторларға ңосжаңтаулы был-кылдақденелілер, отырықшы тікентерілілер, асцидия-яар, иланктонды шаянтәрізділер жатады.

Жер-ауа тіршілік ортасы. Жер бетінде тіршілік ететін ағзалар газтәріздес ортамен қоршалып жатыр. Бұл ортаның өзіне тән ерекшеліктері: ылғалдығының төмен болуы, тығыздығы мен қысымының төмен болуы, оттегінің мөлшерінің жоғары болуы. Жер-ауаның тіршілік ортасында әсер ететін экологиялық факторлардың бірқатар ерекше белгілеріне мыналар жатады: жарықтың әсер ету интенсивтілігі жоғары, температураның ауытқуы күшті, географиялың жағдайына, маусым мен тәулікке байланысты ылғалдылың өзгеріп отырады. Аталған факторлардың әсері ауа массаларының қозғалысы — желмен тығыз байланысты. Эволюция барысында жер-ауаның тіршілік ортасында мекендейтін ағзалардың арнаулы анатомиялық, морфологиялық, физиологиялық, мінез-қүлыңтың және т.б. бейімделушіліктері қалыптасқан. Оларда тыныс алу процесінде атмосфералық ауаны сіңіруді қамтамасыз ететін мүшелер (өсімдіктердің лептесіктері, жануарлардың трахеялары мен өкпесі); қаңқасының ерекшеліктері, тығыздығы төмен ортада денені ұстап тұруға бейімделген (өсімдіктердің механикалық және ектік ұлпалары, жануарлардың қаңқасы); қолайсыз факторлардан қорғау үшін күрделі бейімделулер қалыптатасқан (тіршілік циклдерінің кезеңділігі мен нақтылығы, жабынының күрделі құрылысы, жылу механизмдері және т.б.); топырақпен тығыз байланыстың орнауы (өсімдштердің тамыры, жануарлардың қорегін табуда қозғалғыштығының артуы).

Ауа. Құрғақ ауаның құрамы (көлем бойынша 78% азот, 21% оттегі, 0,03% көмірқышқыл газы;инертті газдар. Оттегі көптеген ағзалардың тыныс алуына ңаң^ет Көмірңышңыл газын өсімдіктер фотосинтез процесінде пайдаланады.

Жел. Ауаның темиературасы мен ылғалдылығын өзгертеді, ағзаларға механикалық әсер етеді. Жел өсімдіктердің транспирациясын өзгертеді. Сонымен катар желмен тозаңданатын өсімдіктердің (анемофилдердің) тозаңдануына әсер етеді. Ауа массасының ңозгалуы көптеген бушқденелілердің миграциясыныың бағытына да әсер етеді.

Атмосферальщ жауын-шашындар қар, жаңбыр, бұршақ түрінде болады. Олар ауа мен топырақтың ылғалдығын өзгерте отырып, өсімдіктер мен жануарларды сумен қамтамасыз етеді. Су режиміне жаңбырдың жауу уақыты, жиілігі мен ұзақтығы әсер етеді. Сонымен ңатар жаңбырдың сипатьн есепке алу қажет.

Топырақ ылғалдылығы. Өсімдіктер негізінен тонырақтағы суды пайдаланады. Топырақтағы су физикалың күйі, қозгалғыштығы, өсімдіктер үшін маңызына қарай бос, капиллярлы, химиялық жэне физикалық байланысқан су болып бөлінеді.

Топырақ - тіршілік ету ортасы.Топырақтану гылымының негізін салған орыстың жаратылыс зерттеушісі В.В. Докучаев (1846-1903) болды. Оның ғылыми зөрттеулері геология, минералогия, тоиырақтану, география, агрономия салаларына жатады.

Тірі ағзалар - тіршілік ортасы.Өсімдіктер әр түрлі жануарлар үшін баспана болыи табылады. Олар ағаш қабығында, жапыраңтарда, бүтаңтагы ұяларда мекендейді. Ағаш тәрізді өсімдіктер көптеген шырмауық тәрізді өсімдіктер мен эиифиттер үшін мекен еиу ортасы болып табылады. Бұлар иаразиттер емес, олар басқа өсімдіктерді тек тіршілік ортасы ретінде пайдаланады (орхидеялар, мүктер, қыналар жне т.б.). Екінші жағынан эішфиттердің өзі әр түрлі ағзалар-дың тіршілігіне қолайлы болыи табылады. Мысалы, Малакка ормандарында бүғы мүйіз деп аталатыы эпифит-папоротник өседі. Оның жаиыраң шоғында ылғал мен түскен жапыраңтар жиналып, уаңыт өте келе онда өзіндік (тіпті жауын құрттары қоныстанады) ерекшелігімен сшіатталатын гумус түзіледі. Паразиттік ағзалар (өсімдіктер, жануарлар) үшін олар мекендейтін ағза (иесі) ерекше тіршілік ету ортасы болып табылады. Бұл ңұбылысты зерттеуге көп көңіл бөлген ғалымдар — БА. Догель, ЕЯ. Павловский және т.б. болды. Көптеген паразиттер толығынан дерлік қоршаған ортамен байланысын үзген. Олардың барлық даму кезеңдері иесінің ағзасында өтеді. Эволюция Процесінде паразит иен иесінің арасында күрделі өзара қарым-ңатынастар ңалыптасады. Барлық, паразиттер екі топқа бөлінеді:

1) эктопаразиттер — иесінің денесінің бетінде мекендейтін, сыртқы паразиттер (кене, сүлік);

2) эндопаразиттер — иесінің денесінде тіршілік ететін, ішкі паразиттер (гельминттердің көпшілігі,бактериялар, вирустар, паразиттік қарапайымдылар).

3) Сонымен қатар паразиттерді тұрақты, яғни бір емен байланысты: бит, қышыма және т.б. және периодты паразиттер, яғни дамуы иесін ауыстыру арқылы жүретін: көптеген таспа қүрттар, сорғыштар болъш бөлінеді, Мысалы, безгек плазмодиі өмірінің белгілі бір бөлігін безгек массасында өткізеді, ал адам оның аралық иесі болып табылады.

4) Паразиттер факультативті де болады. Бұлар үшін паразитизм міндетті емес. Мысалы, миногалар ірі балықтардың денесінде паразитті тіршілік етуі де, немесе ұсақ жануарлармен қоректеніп жыртңыштың өмір сүруі де мүмкін.

5) Паразиттік түрде тіршілік ететін жануарлар мен өсімдіктерде анатомо-морфологиялық және физиоло-гиялық бейімделушіліктер ңалыптасқан.

6) Көитеген бунақденелі-паразиттердің қанаттары жойы-лып кетеді (бит, бүрге). Жалпы ұйымдасу деңгейінің қаранайымдануымен қатар, барлық дерлік паразит-терде арнайы бекіну мүшелері найда болады (ілгек-тер, сорғыштар). Көптеген паразиттердің өнімділігінің жоғары болуы тіршілік үшін күресте өмірін сақтауға мүмкіндік береді. Аскарида 5-6 айда 50-60 млн. жүмыртқа салады, шошқа цепені жылына шамамен 600 млн. жүмыртқа салады және 18 жыл өмір сүреді.

7) жаңадан туылған;

8) жас өсіп келе жатқан даралар, жыныстық жетілмеген;

9) жартылай ересек — жьшыстың жетілуге жақын;

10) ересек жьшыстық жетілген жануарлар, көбейетін немесе физиологиялық жағынан көбеюге қабілетті жануарлар;

11) қартайған — көбеюге қабілеті жоқ даралар.

Әдетте популяцияда барлық жастық топтар болады. Олар біртіндеп бір-біріне өтін отырады және үнемі жацарып. отыруы популяцияның оптималды санын ұстап тұруды қамтамасыз етеді Кей жағдайда бұл катынас бұзылуы да мүмкін: қандай да бір жастық топтың санының кемуі популяцияның деграциясына немесе керісінше, шектен тыс артуына экеліп соқтыруы мүмкін. Жастық топтардың сандық қатынасы попу­ляция күйініңжәне оның биогеоценоздық болашағының көрсеткіші болып табылады.

Адам популяциясын да жьшыстық-жастың құрылыммен сипаттауға болады. Негұрлым жыныстық-жастық құрылым күрделі болса, соғұрлым популя цияның бейімделушілік мүмкіндіктері жоғары болады. Ғалымдар түр ретінде адамға тән өмірінің орташа ұзақтығы 110—120 жас деп есептейді. Ертедегі Рим мен Ертедегі Грецияда орташа жас, бар болғаны 25 жас ғана болғаны туралы дерек бар. Орта ғасырларда ол 30 жасқа дейін көтерілді. Қазір өркениетгің дамуына байланысты дүние жүзіндегі орташа жас көрсеткіші артып келеді. 1950 жылы ол жалпы алганда 50 жас болса, 1990 жылы - 63 жас болған.

Тақырып. Экожүйедегі энергия ағымы және химиялық элементтердің айналымы, қоректік тізбектер және трофикалық деңгейлер, экожүйенің өнімділігі.

Жоспар:

1. Экожүйедегі энергия ағымы.

2. Экожүйедегі химиялық элементтердің айналымы.

3. Қоректік тізбектер.

4. Трофикалық деңгейлер.

5. Экожүйенің өнімділігі.

Биоценоз дегеніміз ортада бірге тіршілік ететін және өзара байланыстағы түрлердің толық кешені. Биоценоз жүйенің тірі, яғни жанды бөлігі, ал экожүйе құрамына осы биотикалық бөлігінен басқа, абиотикалық, яғни жансыз бөлігі де кіреді. Осылайша экожүйенің құрамына биоценоз қамтылады да оның тіршілігі ортадағы белгілі бір жағдайда жүріледі және ол биотоп деп аталатын белгілі кеңістікпен шектеледі.

Биоценоз бен биотоп екеуі бірігіп биогеоценоз (яғни экожүйе) деп аталады.

Тірі ағзадағы жанның тіршілігі басталғаннан өлгенге шейінгі оның барлық әрекеттері энергияағымы мен алмасуы заңдылығына бағынады. Экожүйе, тіпті биосфера да толығынан жансыз табиғат секілді физика заңдарына бағынады және сол арқылы реттеледі. Жанды жүйелердің жансыз табиғаттан басты айырмашылығы олар өздігінен қалпына келу қасиетіне ие болып келетіндігінде.

Физикада «энергия» дегеніміз жұмыс істеу қабылетін білдіреді. Экожүйедегі энергия ағымын түсіну үшін физика заңдарын еске түсіру қажет болады, яғни:

1. Энергия сақталу заңы: Энергия бір түрден екіншісіне ауысып отырады, бірақ ол мүлде жойылып кетпейді және жаңадан пайда болмайды.
2. Энергия алмасу заңы: Кинетикалық энергияның потенциаль энергияға өздігінен айналу ілкімділігі әрқашан 100%-дан кем болады.

Осылайша энергия жанды жүйеде жоқтан пайда болмайды және жойылып кетпейді, яғни Жер бетіне Күн сәулесі ретінде келіп түсетін энергия Жер бетінен кеңістікке жылутүрінде қайта айналып таралады. Мысалы, сәуленің, немесе тамақтың энергиясы ағзаның бойында жылуға, әйтпесе еңбекке пайдаланатын энергия түріне айналады.

Адамзат баласы биосфераның бір бөлігі ретінде қазба отын түрлерін отқа жағып пайдаланады және осылайша еріксіз химиялық элементтер айналымын туғызады. Бұнда ең алдымен көміртегі қатысатындықтан ауаның құрамын-дағы көмір тотығы (СО₂) көбейіп, жылыжәй әсерін туғызады.

Ауа құрамындағы көміртегі фотосинтез процесі кезінде өсімдіктердің органикалық зат алмасуына қатысады. Осылайша, жер бетіндегі СО₂ көмір тотығының көбін пайдаланатын басты тұтынушысы өсімдіктер болып табылады. Алайда, жылдың көбін алатын қыс мерзімінде өсімдік өспейтіндіктен СО₂ жинақталып қалады. Бұл құбылысты жердің тынысы дейді: яғни қысқа, әрі қуатты жазғы демді ішке тарту ұзаққа созылатын күз бен қыста сыртқа дем шығару болып алмасып отырады.

Азот айналымы: Оның негізгі көзі атмосфера, одан топыраққа сіңеді, одан ары азот өсімдік ағзасы арқылы нитрат түрінде айналымға түседі. Азот айналымының бұзылуынан туындайтын жағымсыз әсер атмосфералық ауа мен судың ластануы арқылы тамақ құрамында нитраттардың жинақталып улануы арқылы көрініс табады.

Күкірт айналымы: Күкірт айнала ортаны ластаушы заттар арасындағы ең қауіптісі, ол атмосфераға улы қосынды – диоксид түрінде шығып таралады.

Экожүйенің басты ерекшеліктерінің бірі энергия мен зат айналымы және оның құрамындағы ең негізгі ерекшелік популяцияның қоректікқарым-қатынастары, яғни трофика (грекше trophe - қорек) болып есептеледі. Қорекке қатысты атқаратын міндетіне байланысты барлық популяциялар үш топқа бөлінеді: продуценттер, консументтер және редуценттер. Экожүйедегі әрбір биоценоз осы трофикалық тізбектердің бәрін қамтиды.

Продуцент дегеніміз органикалық емес затты органикалық затқа айналдыратын қабылетті жанды ағза. Бұл үрдіс «бастапқы қорек» өндірісі деп аталады.

Экологиялық қуыс:Экожүйеде әрбір тірі организм эволюциялмқ даму барысында қоршаған ортаның белгілі бір жағдайына - абио-тикалық және биотикалық факторларға, қалыптасқан. Түрдің әр түрлі экологиялық факторларға деген талабы оның экожүйедеген орнын көрсетеді, басқаша айтқанда оның экологиялык қуысын көрсетеді. Соныменен әр түр өзінің мекен ететін жерівд;е белгілі ір экологиялық қуыстатұрады деп айтамыз. Экологиялық Қуыс үғымы сол түр табылуы мүмкін физикалық кеңістікті ғана емес, сондай-ақ одан да маңызды, оның топтағы белгілі бір ролін, атап айтқанда оның қоректену жене басқа түрлермен өзара қарым-қатынасын қамтиды.

Екі түр сол бір қуыстан орын тепкенде олар бірін-бірі ығыстырып шығарғанша бір-бірімен бөсекеде болады (Гаузе). Ұқсас мекен ету орындарына экологиялық қуыстардың ұқсас жиынтығы кіреді жөне жер шарының түрлі бөліктерінен жүйеленуі жағынан өр түрлі болса да морфологиялық жақын жануарлар мен өсімдіктердің түрлерін кездестіруге болады. Мысалы, ашық көгалдар, далалар, ұсақ бұталы қопалар жылдам жүгіретін шөп қоректілер үшін экологиялық қуыс бола алады, бірақ олар жылқылар, бекендер, бизондар, кенгуру т.б. болуы да мүмкін.