Жалпы экология

ҚАЗАҚСТАН БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

А. Т. ҚУАТБАЕВ

ЖАЛПЫ

ЭКОЛОГИЯ

Алматы, 2008

ББК. 28. 081. Я7

К 71

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің жанындағы ҚР БжҒМ жоғары және жоғары оқу орнынан кейінгі білім берудің Республикалық оқу-әдістемелік кеңесінің гуманитарлық және жаратылыстану ғылымдар мамандықтары Секция мәжілісінен баспадан шығаруға ұсынылды

(2007 жылдың 9 қарашасындағы №1 хаттамасынан)

Пікір жазғандар:

С. С. Айдосова - биология ғылымдарының докторы, профессор,

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті;

Н. Қ. Аралбай - биология ғылымдарының докторы, профессор,

Ботаника және фитоинтродукция институтының

директоры;

Қ. Үсен - биология ғылымдарының кандидаты, Алматы

гуманитарлық-техникалық университеті

Қ 71 Қуатбаев А. Т.

Экология (оқулық) - Алматы, 2008 - 320 бет.

ЦВК 9965-32-223-6

Оқулықта экология ғылымының мақсаты мен міндеттері, заңдылықтары, организм мен орта, табиғи бірлестіктер, экожүйелер туралы баяндалып, табиғи ресурстарды тиімді пайдалану, қазіргі таңдағы экологиялық ғаламдық проблемалар мен еліміздегі орын алған мәселелер туралы айтылады. Сонымен қатар экологияның зерттеу әдістері, негізгі ұғымдар, қысқаша негізгі экологиялық заңнамалар келтірілген.

Оқулық «Жалпы экология» курсы бойынша білім алатын жоғарғы оқу орындарының студенттері мен кәсіптік орта білім беретін мектеп мұғалімдеріне арналған.

190704

Қ

00(05) -07

ISBN 9965-32-223-6

Алғы сөз . . . 6

1. ЭКОЛОГИЯ ДЕГЕНІМІЗ НЕ? . . . 7

1. 1 Экология ғылымының қысқаша даму тарихы . . . 7

1. 2 Экология пәнінің мазмұны, міндеттері және зерттеуәдістері . . . 14

1. 3 Тірі материя мен биологиялық жүйелердің бірігу деңгейлері . . . 17

1. 4 Қазіргі таңдағы экология ғылымының құрылымы . . . 19

2. АУТЭКОЛОГИЯ. ОРГАНИЗМ ЖӘНЕ ОРТА ФАКТОРЛАРЫ . . . 23

2. 1 Экологиялық факторлар . . . 23

2. 2 Экологиялық факторлардың әсер етуінің кейбір заңдылықтары . . . 27

2. 3 Организмдердің экологиялық классификациялары . . . 32

2. 4 Организмдердің тіршілік формалары . . . 34

3. ТІРШІЛІК ОРТАСЫ . . . 42

1. Су - тіршілік ортасы . . . 42
2. Құрылық-әуе ортасы . . . 46
3. Топырақ - тіршілік ортасы . . . 65
4. Тірі организмдер - тіршілік ортасы . . . 70
5. Организмдердің биологиялық ырғақтары . . . 71

4. ДЕМЭКОЛОГИЯ - ПОПУЛЯЦИЯЛАР ЭКОЛОГИЯСЫ . . . 76

4. 1 Популяция туралы түсінік . . . 76

4. 2 Түрдің популяциялық құрамы . . . 77

4. 3 Популяциялар құрылымы . . . 79

4. 4 Популяция динамикасы . . . 89

4. 5 Популяция гомеостазы . . . 90

5. СИНЭКОЛОГИЯ - ҚАУЫМДАСТЫҚТАР (БИОЦЕНОЗДАР) ЭКОЛОГИЯСЫ . . . 92

1. Синэкологияның негізгі ұғымдары . . . 92
2. Биоценоздың түрлік құрылымы . . . 93
3. Биоценоздың кеңістіктегі құрылымы . . . 95
4. Биоценоздың экологиялық құрылымы . . . 98
5. Биоценоздағы организмдердің қарым-қатынасы . . . 99
6. Биотикалық қарым-қатынастар типтері . . . 102
7. Экологиялық қуыс . . . 108
8. Экологиялық сукцессия . . . 111

6. ЭКОЖҮЙЕЛЕР ЭКОЛОГИЯСЫ . . . 115Биогеоценоз және оның құрылымы . . . 115Экожүйе және экожүйелер типтері . . . 117Экожүйедегі энергия . . . 118

7. БИОСФЕРА . . . 128

1. В. И. Вернадскийдің биосфера туралы ілімі . . . 128
2. Биосфера эволюциясы . . . 132
3. Биосфера құрылымы. Тірі заттың қасиеті мен қызметі . . . 133
4. Биологиялық және геологиялық айналымдар . . . 134
5. Биогеохимиялық айналымдар . . . 138
6. Ноосфераның пайда болуы және дамуы . . . 148

8. ТАБИҒИ РЕСУРСТАР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТИІМДІ ПАЙДАЛАНУ . . . 153

8. 1 Табиғи ресурстар және олардың классификациясы . . . 153

8. 2 Су ресурстарын қорғау . . . 158

8. 3 Атмосфералық ауаны қорғау . . . 163

8. 4 Топырақ жабынын қорғау және оны тиімді пайдалану . . . 173

8. 5 Ластаушылар, пестицидтер және олардың классификациясы . . . 175

9. ҚАЗІРГІ ТАҢДАҒЫ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ПРОБЛЕМАЛАР . . . 182

9. 1 Ғаламдық экологиялық проблемалар . . . 182

9. 2 Аймақтық экологиялық проблемалар . . .

9. 3 Қазақстан Республикасындағы қазіргі таңдағы экологиялық проблемалар . . .

9. 4 Қазақстандағы су айдындарының экологиялық жағдайы . . .

9. 5 Қоршаған орта жағдайын бақылау және мониторинг . . .

9. 6 Адам мен табиғаттың өзара әсерін реттеудің экологиялық құқық нормалары .

9. 7 Экологиялық тәрбие және білім беру . . .

10. ЭКОЛОГИЯ ҒЫЛЫМЫНЫҢ НЕГІЗГІ ЗЕРТТЕУ

ӘДІСТЕРІ . . . 226

10. 1 Қоршаған орта факторларын зерттеу әдістері . . . 226

10. 2 Организмдерді жинау әдістері . . . 230

10. 3 Популяциялардың мөлшерін анықтау әдістері . . . 237

10. 4 Экологиялық ғылыми бағдарламалар мен зерттеулер және олардың

сипаттамасы . . . 241

10. 5 Аутэкологиялық зерттеулер . . . 242

10. 6 Синэкологиялық зерттеулер . . . 245

11. ЖАТТЫҒУЛАР . . . 248

12. ЕСЕПТЕР . . . 251

Қысқаша экологиялық терминдер . . . 258

Пайдаланған әдебиеттер . . . 264

ҚОСЫМША

Қоршаған ортаны қорғау туралы заң . . . 265

Ерекше қорғалатын табиғи аумақтар туралы заң . . . 279

Қазақстан Республикасының 2004-2015 жылдарға арналған экологиялық

қауіпсіздік тұжырымдамасы . . . 282

Ауыр металдардың рұқсат етілген концентрациялары жөнінде (РЕК)

анықтамалық мәліметтер . . . 309

Алғы сөз

Экология өзекті мәселелерді - адамзат пен қоршаған ортаның қарым қатынасын зерттеп, шешетін аса маңызды пән аралық ғылымға айналды. Бұл ең алдымен антропогендік факторлардың Жер биосферасына зиянды экологиялық әсеріне байланысты, яғни парникті эффект, қышқыл жаңбырлар, озон қабатының жұқаруы, ормандардың жаппай кесілуі, шөлейттену, қоршаған ортаның улы заттармен ластануы және т. б.

Ғылыми-техникалық прогрестің дамуына орай айналадағы қоршаған орта үлкен өзгерістерге ұшырап отыр. Мұның өзі барлық тіршілік иелеріне әсер ететін қолайсыз факторлармен - ортаның ластануымен және табиғи ресурстардың сарқыла бастауымен тікелей байланысты. Қоршаған ортаның ластануы адамзат өміріне, өсімдіктер мен жануарлар әлеміне, бүкіл табиғат ресурстарының жай-күйіне елеулі нұқсан келтіріп отырғаны белгілі. Осыған орай экологиялық білім алу күн өткен сайын өзекті және маңызды мәселе болып отыр. Қазіргі таңда «экология» орта мектептер мен жоғары мектептерде оқу бағдарламасына енгізілген. Әртүрлі мамандық студенттеріне болашақ мамандықтарының ерекшеліктеріне байланысты «экология» курсы оқылады.

Бұл курстардың мазмұнының жаңаруы табиғаттың экологиялық құндылығы және адам мен табиғаттың өз ара байланысы туралы білімнің ауқымды, кең болуына байланысты. Бұл оқу құралында тірі және өлі табиғат арасындағы, тірі табиғаттың әртүрлі компоненттері арасындағы, сондай-ақ адам мен табиғат және табиғат пен адамзат арасындағы экологиялық байланыстар қарастырылады.

Оқулықта сонымен қатар қазіргі таңдағы экологияның негізгі бағыттары, экологиялық зерттеулердің әдістері қарастырылған. Табиғаттағы әртүрлі байланыстардың тұтастығы мен ажырамас байланыстары, экологиялық жүйелердің құрылуы мен тіршілігін басқаратын процестердің заңдылықтары ашып көрсетіледі.

Алдыңғы басылып шыққан «Экология пәнінен практикум» оқу құралындағы жіберілген қателіктер түзетіліп, өзгерістер мен толықтырулар енгізілді.

1. ЭКОЛОГИЯ ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

1. 1 Экология ғылымының қысқаша даму тарихы

Экология (грекше oikos - үй, баспана, logos - ілім, ғылым) - тірі организмдер мен қоршаған ортаның қарым-қатынасын немесе тірі организмдердің ортадағы өмір сүру шарттарының жағдайын, организмдердің бір-бірімен өзара байланысын зерттейтін ғылым. Экология жеке ғылым ретінде XIX ғасырдың екінші жартысынан бастап қалыптаса бастағанмен, қоршаған ортаны танып-білуге деген құштарлық сонау адамзат дамуы кезінен басталды деуге болады. Алғашқы қауымдастық қоғамның өзінде-ақ адамдар өздерімен бірге қатар өмір сүріп келе жатқан кейбір аңдардың қарсылығына тап келгені белгілі. Оларды адамдар жеке-жеке емес, бірлесіп, қауымдасып күрескенде ғана жеңе алатындығына, сөйтіп өздеріне азық етулеріне болатындығына көздері жетті. Осылай қай аңды, қай кезде, қандай жерде қолдарына түсіре алатындығын сезіне бастады. Олардың бұл әрекеттерін біз бүгінде тас бетіне түсірген суреттерінен және археологиялық қазба жұмыстарын жүргізу барысында тастан, ағаштан, т. б. жасаған қаруларын табу арқылы көзімізді жеткізіп отырмыз. Сондай-ақ, мұндай деректер ежелгі Египет, Үнді, Қытай, т. б. мәдениет ескерткіштерінде сақталғаны мәлім.

Қоршаған орта туралы мәліметтер көнеден келе жатқан халықтардың эпикалық шығармаларында да кездеседі. Мысалы, үнділердің «Махабхарата» жырында (б. э. д. VI-IV ғасырлар) табиғаттың дүлей күштері - су тасқыны мен жер сілкінісі туралы деректер келтіріліп, 50-ден астам жан-жануарлардың аттары аталып, олардың тіршілік етуі сипатталады. Тіпті кейбіреулерінің санының артуы және кемуі туралы мәліметтер де келтірілген. Вавилонның қолжазбалық кітаптарында жерді өңдеудің әртүрлі әдістері мен тәсілдері келтіріліп, кейбір мәдени өсімдіктерді егу жолдары көрсетіледі. Ал Қытайдың б. э. д. IV-II ғғ. жылнамаларында бірқатар өсімдіктер туралы сөз қозғалып, олардың пісіп-жетілу мерзімдері де айтылады. Дәл осындай мәліметтер ежелгі дүние ғалымдары Гераклиттің (б. э. д. 530-470 жылдар), Гиппократтың (б. э. д. 460-370 жылдар), Аристотельдің (б. э. д. 384-322 жылдар) еңбектерінде келтіріліп, талданады. Эмпедокл өсімдіктердің қоршаған ортамен байланысты екенін ал, Гиппократ өз жұмыстарында орта факторларының адам денсаулығына әсері туралы өз ойларын айтады. Аристотель «Жануарлар тарихы» еңбегінде өзі білетін 500-ден астам жануарлардың атын атап, мінез-құлқына сипаттама беріп, оларды қоректенуі және тіршілік етуі бойынша топтарға бөледі. Мысалы, балықтардың миграциясы мен қысқы ұйқыға кетуі, құстардың жылы жаққа ұшуы, жануарлардың інін, құстардың ұясын салуы және т. б. Ғылымды дамытудың алғашқы алғы шарттары - нақты материалдар жинау мен оны жүйелендірудің тұңғыш тәжірибесі осылай жүзеге асады. Теофраст Эрезийский (б. э. д. 371-280 жылдар) қазіргі Жерорта теңізінің жағалауларындағы кең ауқымды кеңістікте өзі байқаған өсімдіктерге топырақтың және ауа райының тигізетін әсерлерін баяндайды. Философтың бұл еңбегінде сонымен қатар, әртүрлі ағаштардың, бұталардың, жартылай бұталардың да қандай топырақта жақсы өсетіні туралы бірінші рет деректер келтіріледі.

Орта ғасырлар дәуірінде табиғатты зерттеу жөніндегі жұмыстар жүргізу біршама тоқырап қалды. Өйткені, бұл кезде құдайға құлшылық етуге баса назар аударылғандықтан, жаратушыға қарсы шығуға, ол туралы өздерінің ой-пікірлерін білдіруге көпшіліктің батылы жете бермеді. Жалпы қоршаған орта мен тіршілік иелерінің байланысы бар екендігін ешкім ашып айта алмады. Барлық нәрсе «тек құдайдың жаратушылық құдіретімен жасалған» деген ұғым көптеген көзі ашық, көкірегі ояу адамдардың өзін «қол-аяғын байлап» тастаған болатын. Басқаша ой ойлау, өзге идеяны насихаттау былай тұрсын, тіпті ежелгі философ ғалымдардың еңбектерін оқығаны үшін кейбір адамдарды тірідей отқа өртеудің көптеп орын алғаны белгілі. Бұл кезең осылай мың жылдай уақытқа созылды.

Осы уақыт аралығында саусақпен санарлықтай ғана ғылымдық мәні бар еңбектер жазылды. Олардың да басым көпшілігі Разестің (850-923 жылдар), Әбу Әли Ибн Синаның (980-1037 жылдар) дәрілік шөптердің қасиеттері туралы айтылған еңбектеріне, Марко Полоның (XIII ғ. ), Афанасий Никитиннің (XV ғ. ) алыс елдердің табиғаты, мәдени өсімдіктері, жан-жануарлары туралы жазбаларында көрсетілген түсініктемелеріне, танымдық материалдарына сүйеніп жазылды.

Орта ғасырлар дәуірінің соңғы кезеңінде ғана ғылымға жаңа серпін, тың бетбұрыс жасауға Альберт Великийдің (Альберт фон Больштедтің, 1193-1280 жылдар) еңбектері қозғау салды. Ол өзінің кітабында өсімдіктердің өсуінде топырақтан басқа «күн жылуының» да әсері ерекше роль атқаратынын және олардың «қысқы ұйқыға» кетуі өсімдіктердің өсіп-өнуіне, көбеюіне ықпал ететінін және бұл құбылыстардың бір-бірімен өте тығыз байланыстары бар екендігін ашып көрсетіп берді.

Қайта өрлеу дәуіріндегі географиялық жаңалықтардың ашылуы және бұрын белгісіз болып келген жаңа жерлерге қоныстану, биологиялық ғылымның күрт дамуына кең жол ашты. Нақты материалдарды жинақтау мен жүйелеп, сұрыптап көрсету сол кезеңдегі жаратылыстану ғылымдарының басты шартына айналды. Алайда, соған қарамастан табиғаттанушылардың еңбектерінде табиғат туралы метафизикалық көзқарастар да басым болды. Бұл еңбектерде өсімдіктер мен кейбір жан-жануарлардың ортаға бейімделуі, жерсіну ерекшеліктері, су тасқынының орын алу себептері туралы ой-пікірлер кеңінен сөз болды. Олар бұл еңбектерін сол аймақтағы «жан-жануарлардың тарихы» деп атады. Танымал ағылшын химигі Р. Бойль (1627-1691 жылдар) тұңғыш рет экологиялық жағдайларға байланысты тәжірибелерді жүзеге асырды. Ол әртүрлі жануарларға төменгі атмосфералық қысымның әр қалай әсер ететіндігін салыстырмалы көрсеткіштер арқылы дәлелдеп берді.

Сыртқы орта жағдайларының жануарлардың құрылысына әсері туралы мәселелерді XVIII ғ. екінші жартысында француз жаратылыстанушысы Ж. Бюффон өз зерттеулерінде қарастырды. Оның ойынша, бір түрдің екінші түрге айналуының себебі - «орта температурасы, азық сапасы және қолға үйрету», - деп санады.

Алғашқы эволюциялық ілімнің авторы Жан Батист Ламарк (1744-1829 жж. ) «сыртқы жағдайлардың» әсері - өсімдіктер мен жануарлар эволюциясында, организмдердің бейімделуге өзгергіштігінің басты себебі деп есептеді.

Жер шарындағы ауа райының өзгеруі ондағы тіршілік ететін жануарлар, өсетін өсімдіктер әлеміне әсер ететінін, бір сөзбен айтқанда, қоршаған ортадағы жансыз және жанды компоненттердің өз ара тығыз байланыста болатынын XVIII ғ. Ресей ғалымдары да өз еңбектерінде көрсетті. Мысалы, орыстың атақты ғалымы М. В. Ломоносов «Жер қыртысы туралы» трактатында « . . . адамдардың көбісінің табиғатта көргеннің бәрі жаратушының құдыретімен жасалған деп ойлаулары бекер . . . » деп атап көрсетті. Ол табиғаттағы өзгерістер тек өсімдіктер мен жануарлар әлемінің тікелей қатысуының нәтижесі деп санады. Әр кезеңдегі жануарлардың өлі сүйектерін зерттей отырып, олардың тіршілік еткен табиғи жағдайлары туралы тұжырым жасады.

XVIII ғ. соңы мен XIX ғ. басында қоршаған орта құбылысын зерттеушілердің саны бірте-бірте арта түсті. Ғылымның дамуының екінші кезеңі ботаникалық-географиялық ірі-ірі көлемді зерттеулерге ұласты. Өсімдіктер экологиясының негізін қалау мәртебесі неміс ғалымы А. Гумбольдтің (1769-1859 жж. ) еншісіне тиді. Ол 1807 жылы Орталық және Оңтүстік Америкада жүргізген көпжылдық зерттеуі негізінде «Өсімдіктер географиясы туралы ойлар» деген еңбегін жарыққа шығарды. Онда ғалым өсімдіктердің өсуі мен өркен жаюы ауа райының жағдайына, әсіресе температуралық факторға байланысты екендігін жан-жақты ашып көрсетіп берді. Бертін келе бұл ойлар орыс ғалымдары К. Ф. Рульенің (1814-1858 жж. ), Н. А. Северцовтың (1827-1885 жж. ), А. Н. Бекетовтың (1825-1902 жж. ) еңбектерінде одан әрі жетілдіріліп, тереңдетіле түсті.

Экология, жалпы бүкіл биология ғылымының одан әрі дамуына, эволюциялық ілімінің негізін салушы ағылшын ғалымы Ч. Дарвин (1809-1882 жж. ) зерттеулерінің маңызы зор. 1859 жылы Ч. Дарвиннің «Табиғи сұрыпталу бойынша түрлердің шығу тегі» еңбегінде, табиғатта «тіршілік үшін күрес», яғни, қоршаған ортамен қарама-қайшылығы көп байланыстар табиғи сұрыпталуға алып келеді, эволюцияның қозғаушы күші болып табылады, - деп атап өтті. Оған атақты орыс ғалымдары В. В. Докучаев (1846-1903 жж. ), В. И. Вернадский (1863-1945 жж. ), В. Н. Сукачев (1880-1967 жж. ), Н. Ф. Реймерс (1931-1993 жж. ) үлкен үлес қосты. Олардың ішінен В. И. Вернадскийдің еңбектерін ерекше атап өтуге болады. Ол биосфера туралы ілімнің негізін қалап, қазіргі замандағы ғылымның болашағын күні бұрын көре білді. Биосфераны «әлемдік экожүйе» деп танып, оның орнықтылығы мен дамуы экологиялық заңдылықтарға негізделетінін, заттар мен энергия тепе-теңдігіне байланысты екенін тұңғыш рет ашып көрсетті. Сонымен қатар В. И. Вернадский «ноосфера» концепциясының негізгі қағидаларын да тұжырымдады.

«Экология» ұғымын ғылымға алғаш рет енгізген неміс ғалымы Э. Геккель (1866 ж) экологияға мынадай анықтама берді: «Экология деп, біз табиғат экономикасына қатысты барлық білімдерді - жануардың оны қоршаған органикалық және бейорганикалық ортамен, әсіресе оның өзімен тікелей немесе жанама қарым-қатынаста болатын жануарлармен және өсімдіктермен өзара ынтымақтастық немесе қастастық әрекеттерінің бар жиынтығын зерттеу деп түсінеміз».

Экология бастапқы кезде биологиялық ғылымдардың құрамына еніп, организмдер мен қоршаған ортаның өз ара тығыз байланысын ғана зерттеумен шектелген болса, қазіргі заманда экология шеңбері одан да әрі кеңіп, көптеген ғылымдармен, атап айтқанда - география, геология, агрономия, химия, архитектура, математика, физика, генетика, медицина, қысқасы ғылымның барлық салаларымен тығыз араласып кетті. Осылай қазіргі заманғы экология - зор қарқынмен дамып келе жатқан, Жер планетасындағы барлық тіршілік иелері үшін іс жүзінде аса зор маңызды, кешенді ғылым болып саналады. Экология болашақтың ғылымы және адамдардың өзінің өмір сүруі осы ғылымның дамуына тікелей байланысты.

1 кесте

Экологиялық оқиғалардың күнтізбегі

(Г. С. Розенберг бойынша)

Қазіргі таңда экология ғылымы зерттелетін обьектілердің ерекшеліктеріне, әдістеріне байланысты бірнеше бөлімдерден тұрады:

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс