Экологиялық факторлар – бұл экожүйенің және оның сыртқы ортасы компоненттерінің берілген популяция ағзаларына, сондай-ақ олардың бір-бірімен және басқа популяциялар ағзаларымен қатынастарының сипатына тікелей әсер ететін қасиеттері.
Экологиялық факторларды бірнеше критерий бойынша жіктейді (2 - сурет).
Ағза экологиясы– аутэкология
Экологиялық факторлар
Сыртқы (экзогенді)
Ішкі (эндогенді)
Күн
энергиясы
Ылғалдылық және ауа
температурасы
Атмосфералық
қысым
Жел жылдамдығы
Судың жылдамдығы
және ағысы
Популяциялардың тығыздығы, саны және құрлымы
Қорек және оның қол жетерлігі
Экожүйелік айналымға қатысатын заттардың шоғырлануы
Ағза экологиясы – аутэкология
Экологиялық факторлар
Императивті
(тіршілік ету)
Әсер ету факторлары
(тұрақсыз әсер ету)
қорек
су
Жарық, жылу, оттегі
Күн мен түнннің ауысымы
Жыл мезгілі
Ағза экологиясы – аутэкология
Экологиялық факторлар
Абиотикалық (өлі табиғат)
Биотикалық (тірі табиғат)
Топикалық факторлар организмдердің бірлесіп мекендеуі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды. Қоректік факторлар организмдердің бірлесіп қоректенуі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды Генерациялық факторлар организмдердің көбеюі негізіндегі өзара қатынастарын анықтайды.
Биотикалық факторлар - топикалық, қоректік, генерациялық топтарға бөлінеді.
Ағза экологиясы – аутэкология
Биотикалық факторлар сондай-ақ түр ішіндегі және түр аралық өзара әрекеттермен қамтамасыз етілген.
Түр ішіндегі факторлар – бұл отбасы, топ, табын арасындағы байланыстар, бір түрлі популяциялар: жыныстық қатынастары, көбею, ұрпақтың күтімі, иерархия және т.с.с.
Түр аралық факторлар – әр түрлі дарақтар мен популяциялар арасындағы қатынастар, алуан түрлі қоректік байланыстар, жыртқыштық, симбиоз, паразитизм және т.с.с.
Ағза экологиясы – аутэкология
Адамның қызметінен шыққан антропогенді факторлар ерекше топты құрайды. Олардың бір бөлігі табиғи ресурстарды шаруашылықта қолданылудан қалдырумен, табиғи ландшафттардың бұзылуымен, табиғи кешендерді ғимараттармен, коммуникациялармен, үйінділермен, су қоймаларымен байланысты. Басқа антропогенді әсерлер табиғи ортаның жанама өнімдермен, өндіріс және тұтыну қалдықтарымен ластануымен байланысты.
Өндіріс пен техниканы қолданумен, өнеркәсіптің, көліктің, құрылыстың табиғи экологиялық жүйелерге және адамды қоршаған ортаға әсерімен байланысты антропогенді факторлардың басым бөлігі техногенді факторлар деп аталады.
Жоғарыда көрсетілген факторлар категориялары арасындағы шекаралар ылғи да анық болмайды. Кейбір абиотикалық факторлардың биогенді немесе техногенді (ауаның құрамы, қалалық микроклимат) шығу тегі бар, ал антропогенді факторлардың биотикалық және абиотикалық сипаты болуы мүмкін.
Минимум және төзімділік заңдары.
Төзімділік диапазоны
Тіршілік ету үшін организмге экологиялық факторлардың оңтайлы үйлесімі – экологиялық оптимум талап етіледі.
Оның есебінен тірі қалу диапазоны кеңейтілуі мүмкін болатын факторлардың өзара әрекеттесуінің үлкен мәні бар. Сонымен, температураның төмендеуі балықтардың қорек пен оттегінің кемшілігіне қатысты төзімділігін арттырады.
Әртүрлі әсерлер бір-бірін күшейткенде және жеке әсерлер (мысалы, кешенді тыңайтқыштардың әрекеті немесе жел мен температураның ортаның салқындатушы күшіне бірлескен әсері) қосындысына қарағанда үлкен әсер етеді. Әсерлердің өзара нашарлауы байқалғанда үйлесім жағымсыз да болуы мүмкін. Бұл үйлесетін факторлардың берілген сәтте өзінің оңтайлы мәндеріне қаншалықты жақын екендігіне байланысты болады.
Минимум және төзімділік заңдары.
Төзімділік диапазоны
Тіршілік ету шарттарының жиынтығында организмнің күйіне немесе популяцияға басқасынан күштірек әсер ететін факторды ылғи да атап көрсетуге болады. Қандай да бір маңызды ресурстың (су, жарық, жылу, қорек) тапшылығы тіпті барлық қалған шарттар оңтайлы болғанның өзінде тіршілік әрекетін шектейді. Мұндай факторларды шектеуші немесе лимиттеуші деп атайды. Олардың әрекетін лимиттеуші факторлар заңы ретінде белгілейді.
Шектеуші факторлар:
температура;
жарық;
су;
оттегінің концентрациясы;
қысым;
жер бедері;
ауа массаларының қозғалысы.
Минимум және төзімділік заңдары.
Төзімділік диапазоны
Берілген заңды Либих минимумының заңы деп атайды, ол осы заңды 1840 ж. тұжырымдаған, агрохимияның негізін қалаған Ю. Либихтің құрметіне аталған.
Ю. Либих
Лимиттеуші факторлар заңы: ортаның нақты жағдайларда ең нашар мәндері бар факторлары популяцияның, басқа факторлардың оңтайлы үйлесуіне қарамастан берілген жағдайларда түрдің бар болу мүмкіндігін шектейді.
Минимум және төзімділік заңдары.
Төзімділік диапазоны
Минимум да, максимум да экологиялық әсерді лимиттейтін, олардың арасындағы диапазон организмнің берілген факторға төзімділігі (толеранттылығы) шамасын анықтайтын бұл бақылау Шелфордтың төзімділік заңының (1913ж.) негізіне салынды.
Шелфорд Виктор Эрнест
Шектеуші ретінде экологиялық әсердің минимумымен қоса максимумы болуы мүмкін, олардың арасындағы диапазон организмнің берілген факторға деген шыдамдылығының көлемін анықтайды.
Фактордың минимум және максимум мәндері арасындағы диапазонды төзімділік диапазоны деп атайды.
Минимум және төзімділік заңдары.
Төзімділік диапазоны
Нәтижесінде толеранттылық заңы қосымша принциптер қатарымен толықтырылған болатын:
1. Организмдердің бір факторға қатысты толеранттылықтың кең диапазоны мен басқа факторларға қатысты тар диапазоны болады;
2. Толеранттылығы кең диапазонды организмдер, әдетте, барлық факторларға кеңінен таралған болады;
3. Оңтайлылылық болмаған жағдайда экологиялық фактордың бір түрі үшін басқа экологиялық факторларға деген толеранттылығы тарылуы мүмкін;
4. Көбею кезеңі әдетте критикалық болуы мүмкін; бұл кезеңде көптеген факторлар шектеушіге айналады.
Бірінші принциптен шығатындай, организмдер төзімділігінің бір факторға қатысты кең диапазоны және екіншісіне қатысты тар диапазоны болуы мүмкін. Сөз алдында стено- қосымшасы бар термин - «тар», сөз алдында эври қосымшасы бар термин «кең» дегенді білдіреді.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Алуан түрлі экологиялық факторлардан температура, жарық, жылу, ағыстар, жел және атмосфералық қысым, сондай-ақ су сияқты климаттық факторлардың аса үлкен маңызы бар.
Онда тіршілік етуге болатын температура диапазоны шамамен 3000С құрайды: -2000С-дан +1000С-ға дейін. Әрине, түрлердің көпшілігі температуралардың тар диапазондарында тіршілік етеді: шамамен +880С-дан -500С-ға дейін. Температураға өсімдіктер мен жануарлардың маусымдық және тәуліктік белсенділігі байланысты болады. Адам үшін температура сондай-ақ лимиттеуші және реттеуші фактор. Атмосфераның төменгі қабатының күйі есепке алынып, ауа-райының жеті класы әзірленген (0С): жайлы (+16 …+27,9), салқын (+4 … +11,9), суық (төменгі шегі: -35,9-дан (жел жылдамдығы 2 м/с кем болғанда) және -11,9-ға дейін (кез келген жел жылдамдығында)…+4), қатты (-70…-35,9), жылы (+28…+33), құрғақ (+33…+40), ыстық (+33…+44).
температура
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
. Жарыққа қатысты организмдердің алдында дилемма тұр: бір жағынан, протоплазмаға жарықтың тікелей әсер етуі организм үшін өлімге әкелуі мүмкін, екінші жағынан – жарық – энергияның алғашқы көзі, онсыз өмір сүру мүмкін емес.
жарық
Күн сәулесін шығару спектрінде биологиялық әсер етуі бойынша әр түрлі үш облыс ерекшеленеді: ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл.
Ультракүлгін сәулелер (0,005…04 мкм) адамның көзімен қабылданбайды, айқын көрсетілген химиялық әрекетті иеленеді. Толқын ұзындығы 0,29 мкм-ға дейінгі сәулелер барлық тіршілік үшін зиянды. Бұл сәулелер атмосферамен күшті жұтылатындықтан және Жер бетінде олар салыстырмалы түрде шамалы
болғандықтан, Жерде тіршілік мүмкін болады. Ультракүлгін сәулелер бактерияларды өлтіреді, күнге күйдіреді.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Көрінетін сәулелер (0,4…0,75 мкм) – спектрдің адам көзімен қабылданатын бөлігі, олардың үлесіне Жер бетіне жететін күн сәулесінің жартысына дерлігі келеді және олардың организмдер үшін баға жетпес маңызы болады. Жасыл өсімдіктер органикалық
заттарды синтездейді және спектрдің осы бөлігінің энергиясы есебінен барлық қалған организмдер үшін қорек құрайды. Фотосинтез үшін көк және қызыл түстің аса үлкен маңызы бар, себебі олар өсімдіктермен күшті жұтылады.
инфрақызыл сәулелер (0,76…350 мкм) адам көзімен қабылданбайды және айқын көрінетін жылулық әсерді иеленеді. Жердің инфрақызыл сәулесі энергияны әлемдік кеңістікке әкетеді, бұл жер бетінің салқындауына мүмкіндік туғызады.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
булануына, ауаның жылу ағындарының түзілуіне жұмсалады, әлемдік кеңістікте сейіледі. Энергияның ғарышқа шығуын баяула-татын кез келген фактор көшетхана әсеріне және биосфера температурасының жоғарылауына әкелуі мүмкін. Жылу энергиясы температураны қолдайды, топыраққа әсер етеді, су айналымын қозғалысқа келтіреді.
Жылулық сәуле шығару температурасы абсолюттік нөлден жоғары денелердің бетінен шығады. Топырақ, су, өсімдіктер, бұлт, тірі организмдер жылу шығарады. Жылу энергиясының тәуліктік және маусымдық тербелістерінің үлкен экологиялық маңызы бар. Жылу энергиясының орасан көп мөлшері судың
Ағыс
Ағыс. Гидросферада толық тыныштық сирек болады және ұзаққа созылмайды.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
ағыс
Тоспа су экожүйе үшін стресс жағдайларын тудырады, ал аққыш және жайылып кететін маусымдық су өнімділікті арттыратын қосымша энергия көзі ретінде әрекет етеді.
Су ағыстары газдар мен қоректік заттардың шоғырлануына әсер етіп қана қоймай, сонымен бірге түр деңгейінде де, қауымдастықтар деңгейінде де лимиттеуші факторлар ретінде тікелей әсер етеді.
Жел - организмдердің белсенділігіне және таралуына лимиттеуші әсер етеді. Жел өсімдіктердің сыртқы түрін өзгертуге қабілетті. Ауа қозғалысы, су ағысы сияқты, өнімділіктің ұлғаюына қолайлы әсер етеді; дауыл жануарлар мен өсімдіктерді үлкен ара қашықтықтарға тасымалдауға және қауымдастық-тардың құрамын өзгертуге қабілетті.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Құрғақ аудандарда жел өсімдіктер үшін маңызды лимиттеуші фактор болып табылады. Қалаларды жобалау кезінде жел режимін, басым бағыттарды және
жел күшін, құрылыс орнын, құрылыстың белгілі жоспарлық құрылымын, көшелердің бағыттарын және т.б. таңдау кезінде есепке алу үшін оның жыл мезгілдері бойынша периодтылығын зерделеу жорамалданады. Үйдегідей, қалада жақсы желдету маңызды болады, себебі ол жоқ болғанда тұмшаның – жер бетінде ластаушы заттардың топтану қаупі пайда болады. Қаланың ауа бассейнінің жел өткізбеуі жағдайларында аз қалдықты технологияны ендірудің, шаң-газ тұтқыштарды орнатудың, зиянды лақтырыстарды қосымша тазартудың және атмосфералық ауаның тазалығын сақтауға бағытталған басқа шаралардың аса маңызды мәні бар.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Атмосфералық газдар. Қазіргі атмосферада көмірқышқыл газының (көлемі бойынша 0,03%) және оттегінің (көлемі бойынша 21%) шоғырлануы организмдер үшін лимиттеуші болып табылады. Оттегінің жетіспеуі сияқты, көмірқышқыл газы шоғырлануының ұлғаюы тірі организмдер үшін өлімге әкеледі.
Жануарлар мен адамдар атмосфералық қысымның өзгеріс-теріне әсер етсе де, ол тікелей әрекетті лимиттеуші фактор болып табылмайды. Алайда қысым
ның лимиттеуші факторлар болып табылатын ауа райы мен климатқа тікелей қатынасы бар. Мұхитта гидростатикалық қысым орасан зор роль атқарады. Әрбір 10 м-ге суға батырылуымен қысым 1 атмосфераға жоғарылайды. Тауларда керісінше әрбір 10 м биіктікке қысым 1 атмосфераға төмендейді.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Су. Сондай-ақ экологиялық көзқарастан лимиттеуші фактор болып табылады. Жауын-шашын мөлшері, ылғалдылық, беттік сулардың қолайлы қоры осы фактордың негізгі көрсеткіштеріне жатады.
Жауын-шашынды жыл мезгілдері бойынша үлестіру – организмдер үшін өте маңызды лимиттеуші фактор.
Ылғалдылық деп ауаның құрамындағы су буларының мөлшерін түсінеді. Табиғатта ылғалдылықтың тәуліктік режимі (түнде жоғарылайды, күндіз төмендейді) және оның көрсеткіштерінің вертикаль және горизонталь бойынша ауытқулары болады. Беттік сулардың қол жетерлік қоры ең алдымен атмосфералық жауын-шашынның мөлшеріне байланысты болады. Алайда бұл қорлар жер асты көздерінің есебінен толықтырылуы мүмкін.
Негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық маңызы
Кейде жаңбыр суы кеуекті топырақ арасынан жылдам өтуінен организмдер үшін қол жетерлік болмайды. Сондай-ақ қорлардың таусылуы және су көздерінің ластануы тез арада лимиттеуші факторлар болуы мүмкін.
Әрбір лимиттеуші факторды жеке қарастыру олардың тәуелсіздігі және бір-бірінен оқшауланғандығы туралы әсер тудырмауы тиіс. Экологиялық лимиттеуші факторлар өз арасында өзара байланысқан. Мысалы, егер ылғал-дылық шарттары сындарлы шарттарға жақын болса, яғни егер ылғалдылық өте үлкен немесе өте аз болса, температура организмдерге аса айқындалған лимит-теуші әсер етеді.
Демэкология, биоэкологияның бөлімшесі болып табылады және тірі организмдердің популяцияларын, популяция аралық қауымдастықтардың ішінде де, өзінде де жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік әрекетін зерделейді.
Популяция – бұл белгілі кеңістікті ұзақ уақыт бойы мекендейтін, ортақ генофонды, еркін айқасу мүмкіндігі бар және сол немесе басқа дәрежеде осы түрдегі басқа популяциялардан оқшауланған, бір биологиялық түрлі дарақтар-дың жиынтығы.
Популяциялар экологиясы -демэкология
В. Иогансен
даниялық генетик
«Популяция» терминін алғаш рет даниялық генетик В. Иогансен 1903 ж. қолданды. Популяция биологиялық жүйелер иерархиясында екі жақты орын алады: ол генетика-эволюциялық иерархияның басында және бір мезгілде функционалды-экологиялық иерархияның басында болады
Популяция – тіршілік етудің және табиғаттағы түр эволюциясының элементар түрі. Географиялық және экологиялық популяцияларды ажыратады. Популяциялар монолитті болуы немесе субпопуляциялық деңгейдегі топтама-лардан – отбасылардан, рулық қауымдардан, табындардан, үйірлерден және т.с.с. тұруы мүмкін.
Популяцияларды зерделеу қазіргі заманғы биологияның экология мен генетика тоғысындағы маңызды бөлімі болып табылады. Популяциялық экологияның практикалық маңызы мынадан тұрады: популяциялар биомони-торингтің, табиғи экожүйелерді пайдалану мен қорғаудың нақты бірліктері болып табылады. Адамдардың табиғи ортада немесе шаруашылық бақылауда болатын организмдермен өзара әрекеттесуі тәртіп бойынша, популяциялар арқылы болады.
Географиялық популяция
Экологиялық популяция
Популяциялар экологиясы -демэкология
Популяциялардың статистикалық сипаттамалары
Саны мен қаттылығы
Биомасса
биологиялық өнімділі
Жас ерекшелігі және жыныстық құрам
Популяциялар экологиясы -демэкология
Популяциялардың статистикалық сипаттамалары
Саны және тығыздығы. Популяцияның саны және тығыздығы деп орта есеппен аудан немесе көлем бірлігіне келетін дарақтардың санын түсінеді.
Сыртқы және ішкі факторларға байланысты популяциялардың саны және тығыздығы уақытта ауытқиды – жыныстар бойынша, маусымдар бойынша, ұрпақтан ұрпаққа. Табиғи популяциялардың дәл саны тек жақсы оқшауланған жағдайларда ғана анықталуы мүмкін. Өсімдіктер мен жануарлардың әр түрлі популяцияларында бірнеше ондаған және миллиондаған дарақтар болуы мүмкін; олар бірнеше квадрат метр және көптеген мың квадрат километр аумақты иеленуі мүмкін.
Популяциялар экологиясы -демэкология
Биомасса биологиялық өнімділікке – организмдермен уақыт бірлігінде өндірілетін органикалық заттың мөлшеріне байланысты болады.
Популяция биомассасы деп белгілі аумақты мекендейтін тірі заттың мөлшерін түсінеді. Биомасса г/м2 немесе г/м3 өрнектеледі.
Құрлықтың биомассасы – 6,5*1012 т, мұхиттың биомассасы 2,9*109 т құрайды. Құрлықта өсімдіктер массасы – 98%, жануарлар массасы 2% құрайды.
Популяциялардың статистикалық сипаттамалары
Популяцияның жыныстық құрылымы – бұл ондағы түрлі жыныстық даралардың арақатынасы. Оның қос жыныстылығы анық білінетін түрлер үшін, яғни буын аяқтылар мен омыртқалы жануарлар үшін айтарлықтай маңызы бар.
Популяциялар экологиясы -демэкология
Мұндай жануарлардың көбісінде жыныстардың арақатынасы ер және әйел дараларының жұп хромосомаларының біреуінде айырмашылық болған кезде ғана анықталады. Мұндай екіфакторлы хромосомалы жынысты анықтау жыныстардың бірдей санын қамтамасыз етеді (жыныстардың бірінші арақатынасы).
Кейбір жағдайларда жыныстардың арақатынасы генетикалық емес, керісінше физиологиялық, гормондық факторлармен және ұрықтандырудан кейін ықпал ететін ортаның жағдайларымен анықталады (жыныстардың екінші арақатынасы).
Популяциялар экологиясы -демэкология
Популяцияның жас ерекшелік құрылымы
популяция құрамындағы бір немесе бірнеше ұрпақтардың бір немесе түрлі төлдерді ұсынатын әртүрлі жастағы даралардың арақатынасы.
Кез келген популяцияның жас ерекшелік құрамы көптеген факторларға тәуелді болады:
