Учебник по курсу общей экологии предназначен для студентов биологических факультетов педвузов. В книге учитываются как требования действующих государственных стандартов в области содержания биологического образования, так и развитие теоретических проблем современной экологии. Учебник содержит разделы, излагающие основные вопросы экологии организмов, сообществ, популяций, экосистем и эволюции биосферы, историю взглядов и современные концепции.
Книга может быть полезна широкому кругу учителей, работников образования и специалистов других областей, интересующихся основами современной экологии.
Данное пособие является электронной версией следующего издания:
Чернова Н.М., Былова А.М. Общая экология. Учебник. – М.: Дрофа, 2004.
Глава 1. Краткая история экологии
Глава 2. Организм и среда. Общие закономерности
2.1. Экологические факторы
2.2. Адаптации организмов
2.3. Общие законы действия факторов среды на организмы
2.4. Принципы экологической классификации организмов
2.5. Активная и скрытая жизнь
Глава 3. Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов
3.1. Температура
3.1.1. Температурные границы существования видов
3.1.2. Температура тела и тепловой баланс организмов
3.1.3. Температурные адаптации пойкилотермных организмов
3.1.4. Температурные адаптации гомойотермных организмов
3.1.5. Экологические выгоды пойкилотермии и гомойотермии
3.1.6. Сочетание элементов разных стратегий
3.2. Свет
3.2.1. Солнечная радиация
3.2.2. Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптивные особенности
3.2.3. Свет как условие ориентации животных
3.3. Влажность
3.3.1. Адаптация растений к поддержанию водного баланса
3.3.2. Экологические группы растений по отношению к воде
3.3.3. Водный баланс наземных животных
3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды
Глава 4. Основные среды жизни и адаптации к ним организмов
4.1. Водная среда обитания. Специфика адаптации гидробионтов
4.1.1. Экологические зоны Мирового океана
4.1.2. Основные свойства водной среды
4.1.3. Некоторые специфические приспособления гидробионтов
4.2. Наземно-воздушная среда жизни
4.2.1. Воздух как экологический фактор для наземных организмов
4.2.2. Почва и рельеф. Погодные и климатические особенности наземно-воздушной среды
4.3. Почва как среда обитания
4.3.1. Особенности почвы
4.3.2. Обитатели почвы
4.4. Живые организмы как среда обитания
Глава 5. Адаптивные биологические ритмы
5.1. Суточный ритм
5.2. Приливно-отливные ритмы и синодические ритмы
5.3. Годичные ритмы
5.4. Фотопериодизм
Глава 6. Адаптивная морфология организмов
6.1. Жизненные формы растений
6.2. Жизненные формы животных
Глава 7. Биоценозы
7.1. Понятие о биоценозе
7.2. Структура биоценоза
7.2.1. Видовая структура биоценоза
7.2.2. Пространственная структура биоценоза
7.2.3. Экологическая структура биоценоза
7.3. Отношения организмов в биоценозах
7.3.1. Отношения хищник-жертва, паразит-хозяин
7.3.2. Комменсализм
7.3.3. Мутуализм
7.3.4. Нейтрализм, аменсализм
7.3.5. Конкуренция
7.3.6. Трофические связи
7.3.7. Топические связи
7.3.8. Форические связи
7.3.9. Фабрические связи
7.4. Экологическая ниша
7.5. Ценотические стратегии видов
Глава 8. Популяции
8.1. Понятие о популяции в экологии
8.2. Популяционная структура вида
8.2.1. Степень обособленности популяций
8.2.2. Классификация популяций
8.3. Биологическая структура популяций
8.3.1. Половая структура популяций
8.3.2. Возрастная структура популяций
8.3.3. Пространственная структура популяций растений и животных
8.4. Этологическая структура популяций животных
8.5. Динамика популяций
8.5.1. Биотический потенциал
8.5.2. Рождаемость
8.5.3. Смертность
8.5.4. Стратегии выживания популяций
8.5.5. Расселение
8.5.6. Темпы роста популяции
8.5.7. Динамика ценопопуляций растений
8.5.8. Гомеостаз популяций
8.6. Регуляция численности популяций в биоценозах
8.6.1. Модификация и регуляция популяций
8.6.2. Инерционная и безынерционная регуляция
8.6.3. Типы динамики численности популяций
8.6.4. Механизмы динамики численности
8.6.5. Влияние ослабления или усиления пресса хищников на динамику популяций и структуру сообществ
8.6.6. Математическое моделирование в экологии
Глава 9. Экосистемы
9.1. Понятие об экосистемах. Учение о биогеоценозах
9.2. Поток энергии в экосистемах
9.3. Биологическая продуктивность экосистем
9.3.1. Первичная и вторичная продукция
9.3.2. Правило пирамид
9.3.3. Распределение биологической продукции
9.4. Динамика экосистем
9.4.1. Циклические изменения
9.4.2. Сукцессии и дигрессии
9.5. Агроэкосистемы
Глава 10. Биосфера
10.1. Понятие о биосфере
10.1.1. Распределение жизни в биосфере
10.1.2. Живое вещество
10.2. Геохимическая работа живого вещества
10.3. Стабильность биосферы
10.4. Развитие биосферы
Рекомендуемая учебная литература
Данному учебнику предшествовало два издания учебного пособия по экологии, написанного авторами для студентов биологических факультетов педвузов и широко апробированного в учебных заведениях страны начиная с 1980 г.
В основу положены курсы лекций, читаемых в разных вариантах в Московском педагогическом государственном университете. Программы, отвечающие проблематике общей экологии, были введены в вузы с конца 60-х годов XX в., и тогда остро ощущался недостаток учебной литературы по этой дисциплине. Прикладные вопросы экологии излагались студентам в курсе «Охрана природы», который был введен значительно раньше и был уже достаточно обеспечен учебниками. Поэтому перед авторами стояло несколько задач: 1) отобрать материалы, необходимые и достаточные для ознакомления студентов с наиболее фундаментальными основами данной научной области; 2) связать их с тем кругом знаний о живой и неживой природе, которые обеспечиваются программами смежных курсов (ботаники, зоологии, физиологии и др., в том числе и курсом «Охрана природы»); 3) сделать изложение достаточно популярным и доступным широкому кругу читателей, имея в виду именно ориентацию на профессию учителя.
Общая концепция предмета и отдельные вопросы широко обсуждались с коллегами – преподавателями многих других педвузов страны на ежегодных четырехмесячных курсах по повышению квалификации в области экологии, введенных при МПГУ (тогда МГПИ) с 1975 г. Авторы надеются, что частично выполнили поставленные задачи, так как два последовательных издания «Экологии» (М.: Просвещение, 1980, 1988), выпущенные достаточно большим тиражом (в сумме около 100 тыс. экземпляров), разошлись по стране и во многих педвузах в течение более двух десятилетий служили одним из основных учебных пособий по данной дисциплине. Книга оказалась полезной также школьным учителям и ряду других специалистов.
За прошедшие десятилетия положение с учебной литературой по экологии сильно изменилось. Появился ряд фундаментальных переводных сводок, а также широкий спектр отечественных изданий, предназначенных для разных категорий учебных заведений. В большинстве из них экология принимается в ее расширительном современном значении – не только как наука об основных законах связей и устойчивости живой природы в окружающей среде, но и как вся сфера экологических проблем человечества во всех без исключения областях жизни, включая социальные. При таком широком подходе и при обилии учебных изданий, большая часть которых имеет компилятивный или специальный характер, вновь возникают затруднения с отбором необходимой и достаточной информации для систематизированной и экологически грамотной подготовки учителя. Изменились и учебные планы педвузов. В соответствии с вновь принятыми государственными стандартами для биологических факультетов они включают теперь, кроме общей экологии, отдельные курсы по социальной экологии и рациональному природопользованию. Таким образом, появилась возможность более глубоко и систематизированно обсуждать и научные, и прикладные вопросы в этой области знаний, включая методические проблемы экологического образования. Этому служат также различные факультативы и спецкурсы, разработанные во многих педвузах. Однако проблема учебника по основополагающему курсу общей экологии по-прежнему остается актуальной, так как он должен соответствовать действующим программам и быть ориентированным на специфику естественнонаучной и профессиональной подготовки учителей биологии. Переводные сводки служат превосходными справочниками, но не подходят для сжатого освоения курса. Среди отечественных изданий наиболее близкими по объему информации являются недавно появившиеся учебники по экологии академика И. А. Шилова (М.: Высшая школа, 1997) и профессора Н. К. Христофоровой (Владивосток: Дальнаука, 1999). Оба эти хорошие пособия ориентированы, однако, на классические университеты, готовящие биологов-исследователей, в связи с чем имеют соответствующую структуру и стиль научных обзоров. Необходимость специального и популярного издания для экологической подготовки учителей-биологов остается.
Подготавливая издание настоящей книги как учебника по общей экологии, авторы не ставили перед собой задачу полной переработки содержания. Фундаментальные положения любой естественной науки не устаревают, однако новые знания меняют аспекты рассмотрения отдельных проблем, расширяют и углубляют систему взглядов. Поэтому в текст внесен ряд дополнений, а некоторые разделы написаны заново. Значительно перестроена структура книги, и почти вдвое увеличен иллюстративный материал. Авторы постарались учесть все отклики и пожелания на предшествующие издания и искренне благодарны всем, кто принял участие в их обсуждении. Надеемся также на ответную реакцию читателей и на настоящий учебник. Выражаем признательность своим коллегам, с которыми обсуждались многие вопросы данного и смежных курсов: профессорам Н. И. Шориной, В. М. Константинову, В. М. Галушину, И. Х. Шаровой, Н. А. Кузнецовой, доцентам И. А. Жигареву, В. Т. Бутьеву, М. Е. Черняховскому.
Авторы надеются, что учебник будет полезен не только студентам биологических факультетов педвузов, но и широкому кругу учителей, а также представителям других специальностей, интересующимся научными основами экологии и занимающимся популяризацией знаний.
Рекомендуемая учебная литература
Основная
Шилов И. А. Экология. М.: Высшая школа, 1997.
Христофорова Н.К. Основы экологии. Владивосток: Дальнаука, 1999.
Гиляров А. М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990.
Дополнительная
Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989.
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: Особи, популяции, сообщества. В 2 т. М.: Мир, 1989.
Горышина Т. К. Экология растений. М.: Высшая школа, 1979.
Константинов А.С. Общая гидробиология. М.: Высшая школа, 1986.
Лархер В. Экология растений. М.: Мир, 1978.
Наумов Н. П. Экология животных. М.: Высшая школа, 1963.
Никольский Г. В. Экология рыб. М.: Высшая школа, 1974.
Новиков Г. А. Очерк истории экологии животных. Ленинград: Наука, 1980.
Одум Ю. Экология. В 2 т. М.: Мир, 1986.
Пианка З. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981.
Работнов Т. А. Фитоценология. М.: Изд-во МГУ, 1978.
Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979.
Тишлер В. Сельскохозяйственная экология. М.: Колос, 1971.
Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980.
Чернов Ю.И. Природная зональность и животный мир суши. М.: Наука, 1975.
Чернышев В. Б. Экология насекомых. М.: Изд-во МГУ, 1996.
Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных. Приспособление и среда. М.: Мир, 1982.