«Биологиялық экология» пәнінің оқу-әдістемелік материалдары №3 басылым ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені

1.Популяция туралы түсінік,Статикалық және динамикалық түрлері

2. Статикалық түрлері:саны, тығыздығы, жыныстық және жастық құрылымы

3. Динамикалық түрлері: туылуы, өлімі , өсу жылдамдығы.

1.азық мөлшерінің жеткілікті болуы популяция санының артуына әкеледі, бірақ өсудің максималды шамасында азық шектеуші фактор болады. Азық қорының жетіспеуі популяция санының кемуіне әкеледі.

2. популяция санының артуы мен кемуі мекен ету ортасы үшін бірнеше популяциялардың бәсекелесу процесінде байқалады.

3. жыртқыш пен жемтік, паразитпен иесі арасындағы күрделі өзара қатынастар популяция санының ауытқуына себеп болады.

4. абиотикалық факторлар (температура, ылғалдылық, ортаның химиялық құрамы) популяциялар санына көп әсер етеді және олардың ауытқуларын туғызады.

Популяция ішілік реттеуші механизмге эмиграция жатады. Эмиграция – берілген ареалдың қолайсыздау бөліктерінен популяцияның бір бөлігінің орын ауыстыруы.Тығыздық артып кеткен жағдайда бірқатар сүтқоректілер мен құстарда эмиграция байқалады. И.И.Шмальгаузен барлық биологиялық жүйелер белгілі бір дәрежеде өздігінен реттелуге яғни, гомеостазға қабілетті (грек тілінен аударғанда homoios – ұқсас, сол, stasis-қозғалыссыз, тұрақты) болады деді. Гомеостаз – тірі жүйелердің, соның ішінде популяциялардың қоршаған ортаның өзгермелі жағдайында тұрақты динамикалық тепе-теңдікті ұстап тұруға қабілеті.

Туылу мен өлім сандарының қатынасы популяцияның өсу жылдамдығын береді.

Сыртқы жағдайлардың периодттылығы және ағзаның ішкі эндогенді ырғақтарының пайда болуы, популяциялардың флуктациясы экожүйенің биоталық бірлестіктерінің циклдылығына синхронды әсер етеді. Тәуліктік циклдар жоғары континетті клиаматта өте анық білінеді, себебі түн мен күн ұзақтықтарының айрмашылығы елеулі болады.

1. 
   Демэкология нені зерттейді?
   
2. 
   Популяция дегеніміз не? Популяциялық экологияның негізін салушы кім?
   
3. 
   Популяцияның ағзалар тобы ретінде негізгі қасиеттерін атаңыз.
   
4. 
   Ағзалар популяциялық тобын зерттеудің маңызы неде?
   
5. 
   Популяцияның осу қисықтары туралы айтыңыз. Аталған қисықтардың формалары немен түсіндіріледі?
   
6. 
   Популяция санының өзгеруі тірі ағзалардың қандай бейімделу реакцияларымен байланысты?
   
7. 
   Популяцияның санына әсер ететін факторлардың қайсысы популяцияның тығыздығына байланысты және қайсысы байланысты емес?
   
8. 
   Экологиялық қуыс дегеніміз не?
   

1. Жатқанбаев Ж.Ж. Экология негіздері. А., 2003

2. Бейсенова Ә.С., Шілдебаев Ж.Б., Сауытбаев Г.З. Экология., А., 2001.

3. Ақбасова А.Ж., Саинова Г.Ә. Экология А., 2003.

4. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экология., А., 2002.

5.Бродский А.К. Жалпы экологияның қысқашы курсы А, 2010

1.Демография

2. Экологияда популяция дегеніміз

3. Популяцияның негізгі қасиеттері:

ХХ ғасырдағы адамзаттың санының жылдам артуын демографиялық жарылыс деп атайды. Соңғы 100 жылдағы өсімге Жердегі қазір өмір сүретін адамдардың ¾-і сәйкес келеді. Ғасырдың екінші жартысында әр он жыл сайын жылдық өсім шамамен 10 млн.-ға артып отырды. 50-жылдары 53,3 млн. болса, 60-жылдарда -66,7 млн.,70-жылдарда – 70,3 млн., 80-жылдарда- 86,4 млн., адам. Адамзат тарихы мен эволюциясының ерекше факторынан басқа халық санының шектен тыс артуын эпидемиялар мен аштықтан болатын өлім санының кемуімен түсіндіруге болады. ХХ ғасырда аталған факторларға гигиеналық және медициналық жағдайлардың жақсаруына байланысты дамушы елдердегі бала өлімінің кемуі де қосылды 1990-1995 жылдары дүние жүзіндегі жалпы туу коэффициенті - 24,6 % дейін кеміді, жалпы өлім коэффициенті 9,8 % болса , табиғи өсім коэффициенті – 14,8 % құрады. Қазір көбеюдің шамамен осындай көрсеткіштері сақталуда. Әр минут сайын жерде 270 бала өмірге келсе, әр жастағы 110 адам өледі де дүние жүзі халқы 160 адамға өсіп отырады.Әр түрлі елдер мен континенттердің халық санының өсуіне қосқан үлесі әр түрлі. Абсолюттік саны бойынша ең үлкен өсімі ірі азиялық елдер - Қытай, Үндістан, Индонезия берсе, ал ең жоғарғы өсу жылдамдығы Африка мен Латын Америкасында байқалған. (8-кесте).

Шварцтың берген анықтамасы бойынша :

Популяция ұғымын латын тілінен аударғанда « Populus» - халық , тұрғындар деген мағына дереді.Популяцияларға өсу, даму, үнемі өзгеріп отыратын жағдайда тіршілігін сақтауға қабілеттілік тән,яғни популяциялардың белгілі бір генетикалық және экологиялық сипаттамасы болады.

Даралардың кеңістікте таралуы.

Популяциялардың күйі мен тіршілігі популяцияның жалпы санына және олардың кеңістікте орналасуына байланысты. Популяцияны құрайтын даралардың кеңістікте таралуы әр түрлі болуы мүмкін . Даралар мен олардың топтарының таралуы кездейсоқ, бірқалыпты және топтық болып бөлінеді. Ағзалардың таралу типін білудің популяцияның тығыздығын іріктеп алу әдісімен бағалаудың маңызы зор.

Іріктеп алу - популяция тығыздығын бағалауға арналған эксперименттер қатарын атаймыз.

Іріктеу санын п-деп белгілейміз.Әр іріктеудегі даралардың орташа санын т –деп белгілесек , онда даралардың кеңістікте таралу сипатын s²- дейміз.

< ( m- x)²

S²= - -------------

n-1
мұндағы: s² - таралу шамасы

х- шамасының орташа т ауытқуы ( дисперсия)

Бірқалыпты таралу жағдайында s² =0. Себебі: әр іріктеудегі даралар саны тұрақты және орташаға тең.

Кездейсоқ таралу кезінде орташа т мен дисперсия s² тең (п- іріктеу саны жеткілікті болғанда)

Топтық таралу кезінде дисперсия орташадан жоғары және неғұрлым жиналуға қабілеті күшті болса олардың айырмашылығы да күшті болады.

Даралардың бірқалыпты таралуы табиғатта өте сирек кездеседі . Кездейсоқ таралу тек біртекті ортада және жиналуға қабілеті жоқ түрлерде байқалады. Топтық таралу табиғатта жиі кездеседі.

Популяция саны --- берілген территория немесе көлем бірлігіндегі даралардың жалпы саны. Ол еш уақытта тұрақты болмайды және көбею мен өлімнің интенсивтілігінің қатынасына байланысты. Көбею процесінде популяцияның өсуі жүреді де , өлім оның санының кемуіне

әкеледі.

1. Жатқанбаев Ж.Ж. Экология негіздері. А., 2003

2. Бейсенова Ә.С., Шілдебаев Ж.Б., Сауытбаев Г.З. Экология., А., 2001.

3. Ақбасова А.Ж., Саинова Г.Ә. Экология А., 2003.

4. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экология., А., 2002.

5.Бродский А.К. Жалпы экологияның қысқашы курсы А, 2010

1. Популяциялардың жыныстық және жастық құрылымы.

2. Популяция тіршілік ұзақтығы , тірі қалу қисықтары.

3. Популяция санының динамикасы.

Популяцияның жастық құрылымы тек жасы мен әр түрлі топтардың қатынасын ғана емес , бұл қатынастың жыл маусымдарындағы биогеоценоздардың ауысуы кезіндегі өзгерісін, популяцияның жаңару жылдамдығын , жастық топтардың қоршаған ортамен өзара әсерін көрсетеді:

1. жаңадан туылған;

2. жас- өсіп келе жатқан даралар, жыныстық жетілмеген;

3. жартылай ересек- жыныстық жетілуге жақын;

4. ересек – жыныстық жетілген жануарлар, көбейетін немесе физмологиялық жағынан көбеюге қабілетті жануарлар;

5. қартайған - көбеюге қабілеті жоқ даралар .

Әдетте популяцияда - барлық жастық топтар болады.Олар бірітіндеп бір-біріне өтіп отырады және үнмі жаңарып отыруы популяцияның оптимальды санын ұстап тұруды қамтамасыз етеді. Кей жағдайда бұл қатынас бұзылуы мүмкін: қандай да бір жастық топтың санының кемуі популяцияның деграциясына немесе керісінше шектен тыс артуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Жастық топтардың сандық қатынасы популяция күйінің және оның биогеоценоздың болашағының көрсеткіші болып табылады.

Популяциялардың күйі , тіршілігі оның жалпы санына және олардың кеңістікте орналасуына байланысты болады. Популяцияны құрайтын даралардың кеңістікте таралуы әр түрлі болуы мүмкін. Ол даралардың қолайлы және қолайсыз физикалық жағдайларға немесе бәсекелестік қатынастарға реакциясын көрсетеді. Даралар мен олардың топтарының таралуы кездейсоқ, бірқалыпты және топтық болып бөлінеді. Ағзалардың таралу типін білудің популяцияның тығыздығын іріктеп алу әдісімен бағалаудың маңызы зор. Популяциялар саны берілген территория немесе көлем бірлігіндегі даралардың жалпы саны. Ол еш уақытта тұрақты болмайды, және ол көбею мен өлімнің интенсивтілігінің қатынасына байланысты. Көбею процесінде популяцияның өсуі жүреді де, өлім оның санының кемуіне әкеледі.

Популяцияның жалпы саны маусымдық, көпжылдық периодты емес ( мысалы, зиянкестердің санының шектен тыс күрт артуы) өзгерістерге ұшырап отырады.

Популяция санының осындай өзгерістері оның санының динамикасы болып табылады.

Популяция санының санының ауытқуының төменгі шартты себептерін атап көрсетуге болады:

азық мөлшерінің жеткілікті болуы популяция санының артуына әкеледі, бірақ өсудің максималды шамасында азық шектеуші фактор болады. Азық қорының жетіспеуі популяция санының кемуіне әкеледі;

популяция санының артуы мен кемуінің мекен ету ортасы үшін бірнеше популяциялардың бәсеклесу процесінде байқалуы мүмкін;

жыртқышпен , жемтік паразитпен иесі арасындағы күрделі өзара қатынастар популяция санының ауытқуының бір себебі бола алады;

Абиотикалық факторлар (температура,ылғалдылық, ортаның химиялық құрамы және т.б. ) популяциялар санына көп әсер етеді және олардың едәуір ауытқуларын туғызады.

Популяция санын реттеудің кейбір механизмдері түршілік бәсекелестікті болдырмауы мүмкін. Мысалы, егер құстар өзінің ұясын әнімен белгілейтін болса , басқа жұп жерге ұя салады. Көптеген сүтқоректілердің салған белгілері әр жануарлардың аң аулайтын территориясын белгілейді. Бұл құбылыстардың бәрі түршілік бәсекені жойып, популяцияның тығыздығының шектен тыс артып кетуіне кедергі жасайды.

И.И. Шмальгаузен (1884-1963) барлық биологиялық жүйелер белгілі бір дәрежеде өздігінен реттелуге,яғни гомеостазаға қабілеттіболады деді.

Гомеостаз - тірі жүйелердің соның ішінде популяциялардың қоршаған ортаның өзгермелі жағдайында тұрақты динамикалық тепе-теңдікті ұстап тұруға қабілетті.

Динамикалық тепе-теңдік дегеніміз популяция санының белгілі бір орташа шама шекарасында ауытқуы. Гемостаз терминін 1929 жылы ғылымға енгізген У.Кеннон.

Ең алдымен әрбір жеке дара, содан соң ғана популяция гомеостатиялық жүйе болып табылады.Популяция санын реттеудің маңызды механизіміне стресс-реакциялар жатады.

Қандай да бір факторлардың қолайсыз әсеріне жауап ретінде ағзада екі типті реакция пайда болуы мүмкін: арнайы зақымданушы агенттің табиғатына байланысты және жалпы реакция ағзаның өзгерген жағдайларға бейімделуі.

Түрдің особьтарды көбейту, басқа түрлермен бәсекеге түсу қабілеті түр үшін оптимальды шамадан ауытқитын факторлармен шектелетін болады. Мұндай максимум мен минимум шегінен шығып кететін факторлар шектеулі факторлар деп аталады. Мыс: көптеген өсімдіктермен жануарлардың солт. таралуына жетіспеуі шектеуші фактор болса, керісінше сол түрлер үшін оңт. Ылғал мен қаректің жетіспеуі шектеуші фактор болады.

Экожүйедегі (табиғи бірлестіктер) өзара қарым – қатынаста болу үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Эксперимент, табиғатта ұзақ мерзімді бақылау, популяциядағы особьтар санын анықтау, жануарлардың қоныс аударуын (миграция) бақылау т.б. Тірі табиғатты толық және терең танып білу үшін модельдеу әдісі (жасайды экологиялық жүйе) кеңінен пайдаланылады. Мұндай жағдайда деректерді математикалық әдіспен шешеді.

Экожүйедегі модельдеу әдістері қазіргікезде экологияда кеңінен қолданылады. Олар экожүйелерде болып жатқан процестерді болжауға және антропогендік факторлардың биосфераны ластау әдістерін айқындап, болашаққа кең жол ашады.


7.1-сурет. Популяция саны –суіні4 экспоненциалдық (а) ж2не логи- стикалық (б) қисық сызықтары. Жолақталған аудан — ортаны4

қарсыласуы.

Негізгі әдебиеттер:

1. Жатқанбаев Ж.Ж. Экология негіздері. А., 2003

2. Бейсенова Ә.С., Шілдебаев Ж.Б., Сауытбаев Г.З. Экология., А., 2001.

3. Ақбасова А.Ж., Саинова Г.Ә. Экология А., 2003.

4. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экология., А., 2002.

5.Бродский А.К. Жалпы экологияның қысқашы курсы А, 2010
Бақылау сұрақтары мен тапсырмалар

9. 
   Демэкология нені зерттейді?
   
10. 
    Популяция дегеніміз не? Популяциялық экологияның негізін салушы кім?
    
11. 
    Популяцияның ағзалар тобы ретінде негізгі қасиеттерін атаңыз.
    
12. 
    Ағзалар популяциялық тобын зерттеудің маңызы неде?
    
13. 
    Популяцияның осу қисықтары туралы айтыңыз. Аталған қисықтардың формалары немен түсіндіріледі?
    
14. 
    Популяция санының өзгеруі тірі ағзалардың қандай бейімделу реакцияларымен байланысты?
    
15. 
    Популяцияның санына әсер ететін факторлардың қайсысы популяцияның тығыздығына байланысты және қайсысы байланысты емес?
    
16. 
    Экологиялық қуыс дегеніміз не?
    

Мақсаты: Алған білімдерін жадында сақтауға және оны өмірде көргендерімен салыстыра білу.

Жоспар

1.Биоценоз, биогеоценоз және экожүйе ұғымдары

3. Экологиялық пирамидалар. Экологиялық сукцессия

Биоценоз (грек тілінен bios - өмір, koinos – жалпы, ортақ) – қоршаған ортаның бірдей жағдайында бірге тіршілік ететін өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер популяцияларының жиынтығы. «Биоценоз» ұғымын 1877 жылы неміс зоологы К.Мебиус ұсынды.

Кез келген биоценоз биотоппен бірігіп, одан да жоғары деңгейдегі биологиялық жүйе – биогеоценозды түзеді. Биогеоценоз ұғымын 1940 жылы В.Н.Сукачев ұсынған. В.Н.Сукачев (1880-1967) биогеоценозға мынадай анықтама берген – «жер бетінің белгілі бір бөлігінде табиғи жағдайлары біртекті (атмосфера, тау жыныстары, өсімдіктер, жануарлар әлемі, микроорганизмдер дүниесі, топырақ және гидрологиялық жағдайлар) бірлестік, ол өзін құрайтын компоненттердің өзара әсерлесу ерекшеліктерімен, белгілі бір зат және энергия алмасуымен, басқа да табиғат құбылыстарымен, ішкі қарама –қайшылықты біртұтастықпен сипатталатын, үнемі қозғалыста, дамуда болатын жиынтық»

«Биогеоценоз» ұғымы шет елдерде кеңінен таралған, 1935 жылы А.Тенсли ұсынған «Экожүйе» ұғымына жақын. Экожүйе дегеніміз – зат, энергия және ақпараттар алмасу нәтижесінде біртұтас ретінде тіршілік ететін кез келген өзара әрекеттесуші тірі ағзалар мен қоршаған орта жағдайларының жиынтығы. Экожүйеге құмырсқа илеуі, орманның бір бөлігі, тұтас орман, және бүкіл биосфераның өзі мысал бола алады.

Экожүйне және биогеоценоз ұғымдары.

Тіршілік ету жағдайлары едәуір дәрежеде ұқсас болып келетін, белгілі бір территорияда мекендейтін өзара байланысты түрлердің комплекстерін биогеоценоз құрайды. Биогеоценоз өлі табиғат факторлары мен ( топрақ, ылғалдылық, температура және т.б.) Тығыз байланыса отырып, олармен бірге тұрақты жүйе түзеді. Өздігінен реттелу әрбір түр особьтарының саны белгілі бір, мұндай өзін - өзі реттейтін тұрақты жүйені экожүйелер деп атайды. Қоректену әдістеріне қарай барлық организмдер екі топқа бөлініді:

1. Автотрофтар

2. Гетеротрофтар

Автотрофтар – негізінен өсімдіктрер органикалық заттарды синтездеу үшін айналадағы ортаның бейорганикалық қосылыстарын пайдаланады.

Гетеротрофты ( жануарлар, адам, саңырауқұлақтар, бактериялар) автотрофтар синтездеген дайын органикалық заттармен қоректенеді.

Биогеоценоздағы зат айналымы – тіршілік үшін қажет шарт.

Кез – келген биогеоценоздың негізі - жасыл өсімдіктер – органикалық зат түзушілер. Биогеоценозды міндетті түрде өсімдікпен, жануарлармен және органикалық заттарды қарапайым минералдық қосылыстарға дейін ыдрататын микро организмдер болады.

Зат түзушілер – продуценттер.

Микроорганизмдер – редуценттер.

Биогеоценозды және онда өтіп жатқан процестерді сипаттау үшін мынадай негізгі көрсеткіштері бар:

А. Түрдің алуан түрлілігі – осы биогеоценозды құрайтын өсімдіктермен жануарлар түрінің саны.

Б. Популяция тығыздығы – осы түрдің аудан немесе көлем бірлігіне келетін особьтар мөлшері.

В. Биомасса органикалық заттармен барлық особьтар жиынтығы энергиясының жалпы мөлшері.

Биогеоценоздар өте күрделі. Оларда параллель және айқыш – ұйқыш орналасқан көптеген қоректену тізбегі болады, ол түрлердің жалпы саны жүздеп, тіпті мыңдап саналады. Әртүрлі объектілердің сан алуан түрімен қоректенеді, сөйтіп өздері бірнеше экожүйеге қорек болады. Қоректену тізбегінің негізі болып саналатын өсімдік текті зат мөлшері, әрқашан да өсімдік қоректі жануарлардың жалпы массасының бірнеше есе арттық болады, ал қоректену тізбегіндегі әрбір келесі буынның массасы жедел кемиді. Мұндай өте маңызды заңдылық экологиялық пирамида ережесі д.а.

Биогеоценоздар:

1. Тұщы су қойма биогеоценозы

2. Тоған биогеоценоздың тұрақтылығы

3. Жалпақ жапрақты орман биогеоценозы

4. Еменді орман биогеоценозы

5. Орман биогеоценозындағы өздігінен реттелу

6. Органикалық қалдықтардың минералдануы

деп бөлінеді.

Биогеоценоздағы өзгерістер екі топқа бөлінеді:

1. Түрлер санының ауытқуы

2. Биогеоценоздың ауысуы

1. Биогеоценоз ішіндегі әртүрлі организмдер санының динамикасы және оны анықтаушы себептерді зерттеу зиякез бунақденелердің жаппай көбейіп кетуін алдын – ала болжап, оған жол бермеу үшін қажет болды. Бұл – экологияның маңызды міндеттерінің бірі.

2. Қандай биогеоценоз болсада дамып, экологиядан өтеді. Құрлық биогеоценоздарының ауысуы процесінде өсімдіктердің алатын орны үлкен, бірақ олардың атқаратын қызыметін, биогеоценоз біртұтас организм ретінде тіршілік етіп, өзгеріп отырады. Адамның алатын орны да өте зор. Биогеоценоздың табиғи ауысуының заңдылығы мен бағытын білу, оның ауысуы белгілі бағытта жүріп, солардың тіршілік ету ұзақтығы әр қилы болады. Биогеоценоздардың әртүрлі типтері географиялық аймақтылық пен тығыз байланысты. Мыс: солт –тен оңт – ке бірқатар табиғи аймақтар тундра, тайга, жапрақты орман, дала, шөл. Аймақтық биогеоценоздың жетекші компоненті - өсімдіктерден едәуір айқын байқалады. Экожүйенің маңызды құрамдас бөлігі және оның әрекеті нәтижесінде топрақ та географиялық аймақтарға байланысты өзгеріп отырады. Адам қолмен жасалатын биогеоценоздар – адамның ауылшаруашылық әрекетінің нәтижесінде пайда болатын қолдан жаалған биогеоценоздар – агроценоздар деп аталады