Әдістемелік нұСҚаулар павлодар Әдістемелік нұсқауларды бекіту қазазы фсо пгу 18. 2/05 бекітемін

Биология-химия

факультетінің деканы

_____________ К.У.Базарбеков

«__»_____________2007ж

Құрастырушы: аға оқытушы _____________ Оспанова А.К.

Экология пәнінен

Барлық мамандықтарға
Кафедра отырысында ұсынылған

«5» желтоқсан 2007ж., хаттама №4

Биология-химия факультетінің әдістемелік кеңесімен мақұлданды

« 21 » желтоқсан 2007ж., Хаттама № 5
ОӘК төрайымы _______________ Жапаргазинова К.Х.

1 Тақырып Арал дағдарысы: себептері мен салдары.

Пәннің мақсаты: Аралды қалай сақтап қалу шараларын ұсыну,ондағы болып жатқан қазіргі жағдай.

Тапсырмалар: дәптерге жазып келу

Бақылау сұрақтары:

1.Аралда бүгінгі күнде не істеліп жатыр?

2.Аралдың ертеңі.

Әдебиеттер:

1.Акимова Т.А., Хаскин В. В. Экология : Учебник для вузов. –М , 1998 ,2000

1.Басқа полигондар туралы не білесің ?

2.семей полигонының зардаптары қандай ?

Әдебиеттер:

1.Коробкин В. И. Экология : учебное пособие для вузов / В. И. Коробкин Л. в. Передельский. – Изд. 8-ое. – Ростов н/ Д: Феникс, 2005.- 575 с.

2.Новиков Ю. В. Экология окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов. – м., 1998.
3 Тақырып Балқаш көлінің қазіргі экологиялық жағдайы.

Пәннің мақсаты: Балқаш көлінің жағдайын жақсарту жолдары.

Тапсырмалар: дәптерге жазып келу

Бақылау сұрақтары:

1.Балқаш көлінің бүгіні мен ертеңі

1. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды : Словарь- справочник. –М., 1992

2.Степановских А. С. Прикладная экология : Охрана окружающей среды: учебник для студ. Вузов по эколог. Спец . / А. С. Степановских. М.: ЮНИТИ, 2005.- 751.
4 Тақырып Қызыл кітап: мақсаты мен міндеттері.

Пәннің мақсаты: Сиреп бара жатқан түрлерді жинастыру.

Тапсырмалар: дәптерге жазып келу

Бақылау сұрақтары:

1.Қызыл кітапқа жазылған өсімдіктердің түрлері.

2. Қызыл кітапқа жазылған жануарлардың түрлері.

Әдебиеттер:

1.Федорова А. И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охрне окружающей среды : Учеб. пособие. – М., 2003.

2.Шилов И. А. Экология: учебник для студ. Биолог. И мед. Спец. Вузов / И. А. Шилов.- М.: Высшая школа, 2003
5 Тақырып Қорықты территорияларда табиғатты қорғаудың бір түрі

Пәннің мақсаты: Қорықтар арқылы түрлерді сақтап қалу.

Тапсырмалар: дәптерге жазып келу

Бақылау сұрақтары:

1.Қазақстандағы қорықтардың саны қанша ?

1.Акимова Т.А., Хаскин В. В. Экология : Учебник для вузов. –М , 1998 ,2000

1.Экологиялық мәселелерге байланысты аймақтаға бөлу.

1.Сарқылатын қорлар

2. Сарқылмайтын қорлар

Әдебиеттер:

1.Федорова А. И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охрне окружающей среды : Учеб. пособие. – М., 2003.

2.Шилов И. А. Экология: учебник для студ. Биолог. И мед. Спец. Вузов / И. А. Шилов.- М.: Высшая школа, 2003

Әдістемелік нұсқау ФСО ПГУ 7.18.2/05

Экология пәнінен барлық мамандықтың студенттеріне арналған

Павлодар

1. 
   Экологияның тарихи дамуы
   
2. 
   Экологияның негзігі заңдары
   
3. 
   Ағза және орта
   
4. 
   Дарақ экологиясы – аутэкология
   

1) «Экология» терминін 1866 ж ірі неміс зоологы Эрнст Геккель ұсынған. Термин екі грек сөзінен құралған: «ойкос» - үй, баспана, «логос» - ғылым, зерттеу деген сөз.

Өсімдіктер географиясына экологиялық бағытты Александр Гумбольдттың еңбектері салды. Экологиялық ойларға орыс зоологтары К.Ф.Рулье (1814-1858) мен Н.А.Северцовтың (1827-1885) және т.б. ғалымдар еңбектері зор үлес қосты.

Ғылым ретінде экология тарихындағы ерекше күн – 1866 жылдың 14-қыркүйегі болды, сол күні Э.Геккель өзінің «Ағзалардың жалпы морфологиясы» деген кітабын бітіріп, онда осыған ең алғаш рет анықтама берді: «Экологияның астарынан біз ағзалардың қоршаған ортаға қарым-қатынасы туралы жалпы ғылымды ұғынамыз».

1913-1920 жылдары В.Шелфордтың, Ч.Адамстың, С.А.Зерновтың экологиялық еңбектері шықты, экологиялық ғылыми қоғамдар, журналдар пайда болды, экологияны университеттерде оқыта бастады. ХХ ғасырдың екінші жартысында экология ғылым ретінде ерекше қарқынды дамыды, себебі қоршаған ортаның антропогенді өзгерістерінің ұлғайғандығы соншалық, адамның өзі тікелей немесе жанама түрде осы өзгерістердің құрбандығына айналды.

2) Экологияда заңдар, заңдылықтар, ережелр, принциптер шамамен 250-дей.

1. 
   Биосфераның ауысымсыздық заңы: биосфера – бұл тіршілік ету
   

2. 
   Атомдардың биогенді миграциясы заңы: жер бетінде және жалпы
   

3. 
   Тірі заттардың физика-химиялық бірлігінің заңы: жалпы
   

4. 
   Реди ұстанымы: тірі зат тек тірі заттан ғана пайда болады.
   
5. 
   «Ағза – орта» бірлігінің заңы: тіршілік өмір орта мен оны
   

6. 
   Энергия ағымының бір бағыттылығы заңы: қауымдастық
   

7. 
   Л.Долло эволюциясының кері айналмайтын заңы: ағза тіпті ата-
   

8. 
   Р.Линдеманның 10 пайыз заңы: экологиялық пирамиданың бір
   

9. 
   Төзімділік заңы: ағзаның өркендеп өсуінің тежеуші факторы болып
   

10. 
    Оптимум заңы: кез келген экологиялық фактордың тірі ағзаларға
    

11. 
    Шектеуші фактор заңы: ағза үшін өзінің қолайлы мәнінен
    

12. 
    Гаузенің ерекше заңы: егер екі түрдің экологиялық қажеттіліктері
    

13. 
    Б.Комменер экологиясының заңдары: 1) бәрі бір-бірімен
    

3) Біздің ғаламшарымызда тірі ағзалар жағдайларының өзгешелігімен тым ерекшеленетін төрт негізгі мекен ету орталарын игерді. Су тіршілік алғаш рет пайда болып, таралған ең бастапқы орта болды. Бұдан әрі тірі ағзалар жер беті мен ауа ортасына билік құрды, топырақ жасап, оған қоныс тепті. Тіршіліктің төртінші ерекше ортасы тірі ағзалардың өзі болды.

Ағзалардың ортаға икемделуі – бейімделу (адаптация) деп аталады. Бейімделуге қабілеттілік – тіршіліктің негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады, өйткені ол оның тіршілік етуінің мүмкіндігін, ағзалардың тірі қалуы мен көбеюінің мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді.

Ортаның ағзаға әсер ететін жеке қасиеттері немесе элементтері экологиялық факторлар деп аталады. Кез келген тірі ағзаға әсер ететін ортаның экологиялық факторлары, негізінен, абиотикалық және биотикалық болып екіге бөлінеді.

4. 
   Аутэкология – жеке ағзаның тіршілік ету ортасымен өзара қарым-
   

Аутэкологияның (грек. autos - өзім) мақсаты – дарақтардың (ағзаның)

тіршілік етуінің шегін және физикалық-химиялық факторлардың ағза олардың мағынасының барлық көлемінен таңдап алатаын шектеулерін нақтылау болып табылады. Орта факторларының әсеріне ағзалардың реакциясын зерттеу осы шектеулерді ғана емес, берілген түрлерге тән физиологиялық, сондай-ақ морфологиялық өзгерістерді шығаруға мүмкіндік береді.

Осылайша аутэкология дарақтардың сыртқы ортамен өзара қарым-қатынасын зерттейді. Осы қатынастардың негізінде ағзаның ортаның әсерлеріне морфофизиологиялық реакциялары жатыр. Кез келген экологиялық зерттеу осы реакцияларды зерттеуден басталады. Алайда аутэкология дарақтардың емес, түрлердің экологиясын зерттейді деген жаңсақ пікір бар. «Аутэкология» терминін 1896 жылы Шретер нақты түрлер экологиясын белгілеу үшін енгізгенін айта кету керек.

Дарақтар экологиясын зерттеуде негізгі назар биохимиялық реакцияларға, газ алмасу қарқындылығына, судың алмасуына және ағзаның күйін анықтайтын басқа да физиологиялық үрдістерге аударылады. Бұл зерттеулерді жүргізгенде салыстырмалы-экологиялық және экологиялық-географиялық әдістер кеңінен қолданылады, тіршіліктің түрлі кезеңдерінде ағзаның сыртқы әсерлерге деген қалпы мен реакциясы салыстырылады (тәуліктік, мезгілдік белсенділік). Аутэкологиялық зерттеулерде маңызды орынды адамның индустриялық іс-әрекеттігімен байланысқан ортаның ластануының, табиғи және жасанды радиобелсенділіктің ағзаға әсерін зерттеу алады.

Дәріс №2

Популяциялық экология – демэкология

1. 
   Популяция туралы түсінік
   
2. 
   Популяция құрылымы
   
3. 
   Популяция санының ауытқулары мен реттелуі
   

1) Популяциялар экологиясы – бір тектес дарақтардың табиғи топтамаларын, яғни популяцияларды зерттейтін экология бөлімі.

Популяция – белгілі бір жерде белгілі бір уақытта мекен ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы. Кейде популяцияны бір тұқымдас бір белгілі кеңістікті аймақта тіршілік ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы деп те түсінеді.

Тұқым қуалаушылық деректердің нуклеин қышқылдары түрінде хромосомаларда сақталатыны белгілі. Олардың молекулалары немесе гендер деп аталатын жеке бөліктері әр түрдің генетикалық ерекшеліктерін қамтамасыз етеді. Барлық гендердің жиынтығы генотипті құрайды, ал генетикалық мәліметтерді сақтайтын және келесі ұрпақтарға тұқым арқылы беріп отыратын барлық түрлер генетикалық қорды немесе популяцияның генофондын құрайды.

Әрбір популяцияда оның өзіне ғана тән өзгешеліктері болады. Бұл өзгешеліктерге олардың сол жердегі температураға, дымқылдыққа, топырақ табиғаты мен өсімдігіне, тамақтық ресурстарға сәйкес келетін сандық мөлшері мен сол өмір сүретін ортасындағы тығызыдығы жатады.

Популяцияның сандық мөлшері деп осы түрдің сандық көлемін айтады. Популяцияның сандық мөлшері қоршаған өмір сүру ортасындағы әр түрлі факторларға байланысты өзгеріп отырады. Популяция тығыздығы деп өмір сүру ортасының бірлік көлеміндегі түрлер санын айтады.

2) Әрбір популяцияның өзіндік құрылымы бар: жастық, жыныстық және кеңістіктік. Популяцияларды зерттеудің маңызы зор, себебі бұл нәтижелер практикалық қолданыс табуы мүмкін, мысалы, зиянкестерді зерттегенде, табиғатты қорғау мәселелерін шешкенде және т.б. жағдайларда. Популяцияны зерттегенде олардың сол уақыттағы санына ғана емес, ең алдымен олардың орта факторларына байланысты өсуіне, сүйемелденуі мен кемуіне мән беріледі. Популяциялық экологияның бұл тарауы популяция динамикасы деп аталады.

Популяцияның жыныстық, жастық, территориялық және т.б. түрлері бар. Егер популяция ішінде әр жастағы түрлердің сандары бірдей болса, онды бұл популяцияның өмірсүрушілік қасиеті жоғары болады. Бұндай популяцияны қалыпты популяция деп атайды. Егер популяция ішінде түрдің кәрі жастары көп болса, онда бұл популяцияны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяция деп атайды. Бұл жағдайдың себебін табу үшін және олардың әсерін азайту үшін шұғыл түрде шара қолдану керек. Жас дарақтардың саны көп популяциялар инвазиондық немесе өніп жатқан популяция деп атайды.

Әр түрлі түрлердің саны белгілі бір уақытта қалайша өзгеретіндігі туралы мәліметтер, энергия мен биомассалардың ағынын зерттегенде қолданылып, экожүйелер теориясының жасалуына жәрдемдеседі. Егер фитопланктон динамикасы бойынша жүргізілетін бірқатар ұзақ зерттеулерді есепке алмасақ, популяция динамикасы бойынша жұмыстардың басым бөлігі жануарларда және микроағзаларда жүргізіледі. Өсімдіктер популяциясының динамикасы жануарлар популяциясының динамикасына қатты әсер етеді. Сондықтан мысалы, адам популяциясын (демография) зерттегенде әдетте негізін өсімдіктер құрайтын азық-түлік ресурстарын да санатқа алады.

4. 
   Популяцияның өсуінің бастапқы фазасы біткен соң популяциялардың
   

Популяцияның көлемі ұрықтанудың немесе өлім-жітімнің өзгерінің, ал

кейде екеуінің де нәтижесінде тұрақсыз болуы мүмкін. Популяциялардың көлемдерін және олардың өзгерістерін зерттегенде әдетте негізгі факторды, яғни ұрпақтар ауысқанда өтетін байқалған өзгерістердің басым бөлігі үшін жауапты факторды табуға тырысады. Зерттелген жағдайлардың көпшілігінде бұл өлім-жітімге ықпал етуші фактор болып табылады.

Популяциялар көлемінің ауытқуы таза кездейсоқ сипатта болады деп күтуге болса да ақиқатында популяция көлемін кейбір шектеулерде ұстайтын бірқатар факторлар бар. Бұлар өлім-жітімнің көбеюіне немесе ұрықтанудың кемуіне ықпал ету арқылы санды азайтатын факторлар. Олар популяцияның тығыздығы артқанда аса күшті әрекет етеді, яғни бұл тығыздыққа байланысты болатын факторлар. Кейде мұндай факторларға қоректің жетіспеуі немесе жауларының көбеюі де жатады. Олардың өлімге тікелей ықпал ететіндігі айқын. Ұрықтануға ықпал ететін, жақсы зертелген реттеуші екі механизмге ағзалардың тығыз қоныстануының физикалық салдары және аймақтық әрекеттері жатады.

Санды реттеудегі кеңістіктің үлкен роль атқаратын тағы бір формасы – бұл артық мекендеу әрекеттілігі. Егеуқұйрықтармен жүргізілген зертханалық тәжірибелер көрсеткендей, популяцияның артық мекендеуі белгілі бір мөлшерге жеткенде, тіпті қоректің жетіспеушілігі болмаса да, жануарлардың ұрықтануы кемиді. Жыныстық мінез-құлықтарға әсер ететін түрлі гормондық өзгерістер жүреді: шағылысуға қабілетсіздік, ұрықсыздық, түсіктер, ата-аналарының өз ұрпақтарын жеп қоюы жиі кездеседі. Ата-аналарының ұрпақтарына қамқорлығы кемиді де, төлдері ұяны тым жас кезінде тастап шығады, бұл олардың тірі қалу мүмкіншіліктерін төмендетеді. Жануарлардың агрессивтілігі өседі. Мұндай өзгерістер бірқатар сүтқоректілерге тән және ол зертханадан тыс, табиғи жағдайларда өте алады.


Дәріс №3

Қауымдастық экологиясы – синэкология

1. 
   Биогеоценоз
   
2. 
   Экожүйе
   

1) Құрлықтың экожүйесі эволюциялық даму нәтижесінде пайда болған

биогеографиялық сала деңгейіндегі табиғи белдеулерден тұратын ірі экожүйелерге бөлінеді, ал олар болса ландшафт провинцияларынан – биомдардан тұрады. Биомдарға жеке дара ландшафтар кіреді, олар биогеоценоздарды – биосфераның қарапайым бастапқы құрылымдық бірліктерін біріктіретін биогеоценотикалық комплекстерден тұрады. Биогеоценоз (грек тілінің био - өмір, гео – жер, ценоз – қоғамдастық) терминін 1942 ж белгілі орыс биолог-ғалымы В.Н.Сукачев енгізді.

Биогеоценоз табиғаты әр түрлі күрделі екі қауымдастықтан тұрады: биоценоз бен биотоптан:

БИОГЕОЦЕНОЗ = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП

Биоценоз терминін ғылымға неміс биологі К.Мебиус енгізді.

Биогеоценоз бір-бірінің тіршілігін қамтамасыз етіп тұратын тірі табиғаттың бірнеше бөлімдері бар күрделі құрамды қауымдастықтардан тұрады: фитоценоздан, зооценоздан, микробиоценоздан.

Биотоп деп биоценоз орналасқан өзінің геоморфологиялық, климаттық, геохимиялық және басқа да абиотикалық қасиеттері біркелкі аймақты айтады. Биотопқа өлі табиғаттың бір-бірімен тығыз байланысты екі компоненттерінің жиынтығы кіреді:

1. 
   температурасы, ылғалдығы, қысымы, күн радиациясы және т.б. осы
   

2. 
   құрамына топырақ асты жыныстары мен жер асты сулары бар жердің беткі топырақты қабаты кіреді.
   

Биогеоценоздың тірі құрауыштарына – продуценттер, консументтер, редуценттер, ал өлілерге күн энергиясы, ауа, су, субстрат жатады.

Тіршіліктің тоқталмай жүріп тұруының негізгі себебі – табиғаттағы зат айналымының болуында. Кез келген биогеоценозда зат айналымынсыз барлық бейорганикалық заттардың қоры таусылып қалар еді, оның себебі олар бұл жағдайда ағзалардың тіршілік әрекеттерінің нәтижесінде қайтадан жасалмай таусылып қалуында. Биогеоценозда зат айналымы болуы үшін ағзалардың екі түрі болуы керек: 1) бейорганикалық заттардан органикалық заттар жасайтын; 2) осы органикалық заттарды өздерінің тіршілігін қамтамасыз ету үшін қолданып оларды қайтадан бейорганикалық түрге айналдырушы.

Экожүйедегі (биогеоценоздағы) өздігінен реттелушілік – қандай да бір табиғи немесе антропогенді әсер етуден соң ішкі тепе-теңдікті қалпына келтіруге қабілеттілік.

2) Экожүйелер – энергия мен қоректік заттардың айналымы арқылы бір-бірімен тығыз байланыста өмір сүріп жатқан әр түрлі ағзалар жиынтығы мен олардың өмір сүру ортасы. Экожүйенің тірі құраушысы – қауымдастық (биоценоз).

Экожүйелер кеңістіктік масштабы бойынша әр түрлі деңгейдегі мына экожүйелерді қарастырады: микрожүйелер, мезоэкожүйелер, макроэкожүйелер, үлкен экожүйелер. Өмір сүру ортасына байланысты құрлықтық және сулы экожүйелерді қарастырады.

Ағзалардың тіршілік әрекетінің басқа ағзалар тіршілігіне және өздерінің қоршаған өмір сүру орта компоненттеріне тигізетін әсері биотикалық факторлар кешенін құрайды.

Экожүйенің маңызды қасиеттерінің бірі оларда қоректік тізбектің болуы. Қоректік тізбек (трофикалық) – экожүйеде ағзаның қоректенуі кезіндегі органикалық заттардың қозғалысы мен олардан алынатын энергия ағымын көрсететін ағзалар тізбегі.

Қоректік тізбектің әрбір түйіні – нәрлену деңгейі деп аталады. Бірінші нәрлену деңгейін автотрофтар немесе бірінші реттік продуценттер деп аталатындар алады. екінші нәрлену деңгейіндегі ағзалар – бірінші реттік консументтер, үшіншідегілер – екінші реттік консументтер деп аталады.

Бірінші реттік продуценттерге автотрофты ағзалар, негізінен жасыл өсімдіктер, кейбір прокариоттар, көк-жасыл балдырлар және фотосинтезделетін бактерияның аздаған түрлері жатады.

Бірінші реттік консументтер бірінші реттік продуценттермен қоректенеді, яғни олар шөп қоректі жануарлар.

Екінші реттік консументтер шөп қоректілермен қоректенеді, осылайша бұлар екінші реттің консументтерін жейтін үшінші реттік консументтері сияқты етпен қоректенетін жануарлар.

Түрлердің толеранттығы. Толеранттық ұғымы (латын tolerantia – шыдамдылық) экологиялық әсерлердің өзгеруіне деген түрдің шыдамдылығын білдіреді.

Экожүйенің тұрақтылығы деп экологиялық факторлар өндірісі кезінде оның қалыпты тіршілік ету көрсеткіштерін сақтап қалу мүмкіншілігін түсінеміз.

Топтардағы популяцияаралық өзара әрекеттестіктер – бұл әр түрлі популяциялардың топтың шегіндегі байланысы; мынадай қатынастарды бөледі: бейтарап, бәсекелес, паразиттік, жыртқыштық, бірігушілік, мутуализм, комменсализм, антагонизм.

Бәсекелестік – табиғи топтардың құрамын анықтайтын қатынастардың басты типтерінің бірі, бәсекелес түрлер бірге тіршілік ете алмайды.

Бір түрлердің басқа түрлермен уақыттың белгілі бір кезеңінде мұндай ауысуы экологиялық сукцессия деп аталады. Осы процестің нәтижесіндегі тұрақтылыққа келіп, өзін-өзі қалпына келтіру қабілеті бар және ортамен тепе-теңдікте болатын қауымдастық толықсыған қауымдастық деп аталады. Жалаңаштанған тау жынысына не топырағы құрыған басқа да үстіңгі қабаттарға қоныстанудан басталған сукцессия типі бірінші реттік сукцессия деп аталады. Бұдан айырмасы екінші реттік сукцессия деп үстіңгі қабаты толықтай не айтарлықтай дәрежеде өсімдіксіз, бірақ бұрын тірі ағзалардың ықпалында болғандықтан органикалық құрауыштары бар жерден басталған сукцессияны айтады.

1. 
   Биосфераның жалпы мінездемесі
   
2. 
   Биосфера эволюциясының даму кезеңдері
   
3. 
   Биосфера құрылымы
   
4. 
   Тірі жүйелер иерархиясы
   

1) Биосфера (В.И.Вернадский бойынша) – тіршілік бар немесе қандай да бір кезеңде тіршілік блған және үнемі тірі ағзалардың әсер етуіне ұшырайтын немесе ұшыраған планета аймағы.

Бірінші рет «Биосфера» түсінігі ұлы француз натуралисті Жан Батиста Ламарктің жұмыстарында кездеседі. Биосфера туралы жалпы ілімді жасаған белгілі орыс геолог ғалымы В.И.Вернадский болды. Ілімнің негіздері оның «Биосфера» кітабында баяндалған.

В.И.Вернадский планеталық тірі заттардың планетаның бет-әлпетін өзгертуге және оның және оның дамуына қолайлы экожүйелерді қалыптастыруға қабілетті аса қуатты геологиялық фактор екенін дәлелдеді. В.И.Вернадский бойынша тірі заттар күн энергиясын қабылдай алады және ыдырауы кезінде химиялық және физикалық жұмысқа жұмсалатын энергия бөліп шығаратын химиялық қосылыстарды жасайды.

Биосфера адамның және басқа да тірі ағзалардың жалғыз мекендеу ортасы болып табылады. В.И.Вернадский мен басқа да бірқатар ғалымдардың тұжырымдарынан биосераның ауыстырылмайтындығы заңы шығады. Осы заңнан табиғатты қорғаудың түпкі мақсаты – бұл биосфераны адамзат қоғамының жалғыз ғана өмір сүретін ортасы ретінде сақтау екені көрініп тұр.

Биосфера эволюциясының осы қазіргі заманғы кезеңі саналы даму кезеңі ретінде қарастырылады, яғни оны ноогенез (грек. ноос – сана) деңгейіне жатқызады. Соған сәйкес биосфераның біртіндеп ноосфераға айналуы процесі жүреді. «Ноосфера» ұғымын ХІХ ғасырда француз ғалымы Ле Руа енгізіп, оны әрі қарай Тейяр-де-Шарден дамытқан.

В.И.Вернадский ноосфера – бұл Жердегі жаңа геологиялық құбылыс деп санады. Онда адам тұңғыш рет қуатты гелогиялық күшке айналады. Алайда басқа да тірі заттар сияқты адам да тек тіршілік жайлаған аймақта, яғни өзі ажырамастай байланысқан және одан тыс кете алмайтын биосферада ғана ойлап, әрекет жасай алады.

2) Жалпы түрде биосера эволюциясының мынадай сатылы кезеңдерін келтіруге болады: органикалық, қарапайым жәй заттардың синтезі, биогенез, антропогенез, техногенез және ноогенез.

1. Жер геосферасында ультракүлгін радиация әсерімен қарапайым жай органикалық заттардың – сутегінің, метанның, аммиактың, су буларының синтезделуі. Этаптың басталуы – 3,5-4,5 млрд жыл бұрын.

2. Биогенез – жер геосферасындағы өлі заттардың тірі заттарға айналуы (геофизикалық факторлардың әсерінен жай заттардың күрделі органикалық заттарға айналуы). Этаптың басталуы – 2,5-3,5 млрд жыл бұрын (биосферада тірі заттың пайда болуы).

3. Антропогенез – адамның пайда болуы және оның қоғамдық тіршілік иесіне айналуы, өндірістік еңбек ету нәтижесінде адамзаттық қоғамдастықтардың түзілуі. Этаптың басталуы – 1,5-3 млн жыл бұрын (адамның пайда болуы).

4. Техногенез – адамның өндірістік іс-әрекетінің нәтижесінде биосфераның табиғи кешендерінің өзгеруі және техногендік пен табиғи-техникалық кешендерінің түзіле бастауы, басқаша айтқанда биосфераның негізгі бөлігі ретінде техносфераның қалыптасуы. Бұл этаптың басталуы – 10-15 мың жыл бұрын болды.

5. Ноогенез – биосфераның қоғамдық-табиғи жүйемен саналы түрде басқарылатын жаңа түріне айнала бастауы. Ноосфераны табиғатты саналы түрде және адамзаттық қоғамдастықтың тұрақты дамуына сәйкес келетін биосфераның жоғарғы кезеңі деп сипаттауға болады.

3) Биосферада шартты түрде 4 ірі кешенді қарастырады – атмосфера, литосфера, гидросфера және тірі ағзалар.

Биосфераның жоғарғы шекарасы озон қалқасы немесе озоносфера – атмосфераның стратосфера шегіндегі 22-26 км биіктікте озонның ең көп тығыздығына ие қабаты болып табылады.

Атмосфера – бұл қабатталған құрылысы бар және бірнеше сфералардан (тропосфера, стратосфера, мезосфера т.б.) тұратын, жердің өзімен бірге айналатын газды қабығы, биосфераның маңызды бөлігі. Атмосфера құрамын азот (78,08%), оттегі (20,95%), көмірқышқыл газы (0,03%) және аз мөлшерде (0,01%) басқа газдар құрайды.

Тропосфера – атмсофераның Жер бетінен 9-15 қашықтықта орналасқан аумағы. Тропосферада атмосфера массасының 80% және бүкіл су булары жинақталған.

Стратосфера – тропосфераның жоғарғы шегінен жоғары қарай 50 км дейінгі орналасқан атмосфера аймағы. Бұл аймақта озон қабаты бар. Озон қабаты барлық тіршілік иелеріне өте қауіпті күннің ультракүлгін сәулелерін Жерге қарай өткізбейді. Міне сондықтан да озон қабатын Жердегі өмірді қорғап тұратын қалқан ретінде қарастырамыз.

Гидросфера – бұл мұхиттардың, теңіз, көлдердің, өзендердің, тоғандар, ми батпақтың, жер асты суларының жиынтығын құрайтын Жердің сулы қабаты.

4) В.И.Вернадский тұжырымдамасындағы орталық түйін туралы түсінік. Тірі зат қарапайым сандық мөлшерлі химиялық құрамы, салмағы, энергиясы бар барлық тірі ағзалардың жиынтығы. Ол қоршаған ортамен биогенді атомдардың ағынымен – өзінің тыныс алуымен, қоректенуімен, көбеюімен тығыз байланысқан.

«Биосфераға оның әдеттегі қалпын беретін энергияның ғарыштық тегі бар екені шүбәсіз. Ол Күннен сәулелі энергия түрінде шығады. Алайда тек осы тіршілік иелері ғарыштық сәулелі энергияны жердегі энергияға, химиялық энергияға айналдырып, біздің дүниеміздің шексіз сан алуандығын жасайды» (Вернадский). Тіршілік – бұл Ғарыш пен Жердің арасын байланыстырушы түйін.

Биосфераның түзілуінде өсімдіктер шешуші роль атқарады. Бұлар энергиялары аз минералды заттардан көмірқышқыл газын, суды және күн энергиясын пайдалану арқылы тіршілік әлемінің негізін салушы құрамы күрделі энергиясы мол органикалық заттарды синтездеуге қабілетті бірден-бір ағзалар тобы. Жер бетіндегі барлық басқа тіршілік иелері негізінде осы органикалық заттардағы химиялық байланыстардың биохимиялық энергиясын пайдаланады.

Сонымен Биосфера – энергияны тірі зат пен қоршаған ортаның арасындағы зат алмасу жолымен тасымалдайтын, жинақтайтын, тұтып қалатын күрделі жүйе. Ол барлық құрамдас бөліктердің арасындағы күйдің тепе-теңдігін сақтап тұрады. Биосфераның динамикалық тепе-теңдігінің және тұрақтылығының негізі болып энергия өзгерісін жасап отыратын заттар айналымы болып табылады.

Биосферада заттардың айналымын қамтамасыз етіп отыратын күрделі жүйе түзілді. Ол биогенді элементтер мен ағзалардың қорынан тұрады, оны үш топқа бөлуге болады:

1. 
   продуценттер (өндірушілер);
   
2. 
   консументтер (тұтынушылар);
   
3. 
   редуценттер (жоюшылар).
   

болып тұру керек.

Қоректену тәсіліне қарай ғаламшардың барлық мекендеушілері 2 топқа бөлінеді: автотрофтылар және гетеротрофтылар. Автотрофтылар күн энергиясын биохимиялық энергияға айналдыру арқылы бейорганикалық заттардан органикалық заттар жасайды. Гетеротрофтар дайын органикалық заттарды пайдаланады. Сонымен Жер биосферасын қалыптастырып тұратын екі себеп – фотосинтез бен зат айналымы болып табылады.

Дәріс №5

Табиғи қорлар және табиғатты тиімді пайдалану

1. 
   Атмосфералық ауа
   
2. 
   Су қоймалары
   
3. 
   Топырақ
   

1) Ауа – біздің ғаламшарымыздың түрлі газдардың қоспасынан (азоттың,

оттегінің, аргонның, көміртегі диоксидінің, гелийдің, т.б.), су булары мен тозаңдардан тұратын газды қабығы.

Атмосфералық ауаның ластануы адам ағзасына тікелей әсер етеді, ал атмосфераның ластануы – жанама түрде климаттың өзгеруі арқылы, биосферадағы озон қабатының бұзылуымен, қышқылдық жауынмен әсер етеді. ауаны ластаушылардың негізгі түрлеріне: атмосфералық газдар (азоттың, күкірт, көміртектің газдары), көмірсутектер (хлор-, азот-, фтор-, фосфорлы заттар), фенолдар, альдегидтер, ауыр металдардың аэрозольдары мен басқ органикалық және минералды заттарды жатқызамыз. Бұлардың көбісі улылығы мен канцерогендік қасиеттер арқасында онкологиялық ауруларға әкеледі.

Ресейлік ғалымдардың зерттеу нәтижелері бойынша атмосфералық ластанудың әсері 3 пен 6 жастағы балаларға (3,3 есе) және 60 жастан асқан кәрі (1,6 есе) тұрғылықты халықтың денсаулығына үлкен зиян әкелетіні дәлелденді. Металлургиялық өндіріс дамыған қалаларда жасы үлкен тұрғылықты халық көбінесе қан айналымы (1,5 есе) мен асқазан (1,7 есе) аурулармен, ал балалар бронхты демікпе (1,5 есе), асқазан және көз ауруларымен жиі ауырады.

Ауаны негізгі ластаушылар қатарына ауаға қорғасынды, көміртек оксидін, альдегидтерді, шаңдарды, әр түрлі газдар мен ароматты көмірсутектер және т.б. шығарып тұратын автокөлікті, жылу электростанцияларын, металлургиялық, мұнай өндіретін және т.б. химиялық өндіріс орындарын жатқызады.

Жоғарыда келтірілген ауада болатын химиялық заттар тек адамдардың денсаулығына ғана әсер етіп қана қоймай, сондай-ақ қоршаған ортаның жағдайына да әсер етеді. Табиғи экожүйедегі бұл әсерлер әр түрлі және толығынан зерттелмеген. Мысалы, кейбір газдар (көміртек оксидтері) аз мөлшерде өсімдіктердің өсуі мен дамуына жағдай жасайды, алайда олардың ауадағы мөлшері көп болған жағдайда олар кері әсер етеді. Мысалы күкірттің қос тотығы өсімдік жапырақтарының клеткаларының тіршілік әрекетін тоқтатып тастайды. Соның нәтижесінде өсімдік жапырақтарында алғашқыда қоңыр таңтабалар пайда болып, соңында кеуіп қалады.

2) Су – маңызды табиғат ресурстарының бірі, сутегі мен оттегінің химиялық қосылысы. Ол Жер бетініңі 70%-нен көп бөлігін алып жатыр және гидросфера массасының 98,2%-ті Әлемдік мұхит суларында, 1,6%-ті материктер мұздарында, ал тек 0,1-% ғана материктердегі суларда.

Су – кез келген тірі жасушаның маңызды құрамдас бөлігі. Биохимиялық реакциялар суда өтеді, себебі биологиялық көп түрліліктің органикалық қосылыстарының көпшілігі суда ериді.

Халық санының өсуіне байланысты көп елдерде ауыз суға деген сұраныстың көбеюіне қарамастан, қазіргі заманның негізгі мәселелерінің бірі өзендердің, көлдердің және жерасты суларының ластануы болып отыр.

Біріккен Ұлттар Ұйымының мағлұматтары бойынша қоршаған ортада түсетін барлық химиялық заттардың 80%-ті ерте ме, кеш пе таза су көздерімен қосылады. Жыл сайын бүкіл әлемде 420 км³ қалдық сулар төгіледі, бұл сулар 7 мың км³ таза суды бүлдіре алады. су қоймаларының негізгі ластаушылары:

1. 
   Құрамында өнеркәсіптік тегі бар атмосфералық жауын-шашындар;
   
2. 
   Қаланың қалдықты сулары (тұрмыстық, канализациондық сулар);
   
3. 
   Өнеркәсіптің қалдықты сулары;
   
4. 
   Ауыл шаруашылығының қалдықты сулары.
   

Адам өміріне және табиғи экожүйеге де тұрмыстық қалдықты сулардың құрамында болатын синтетикалық кір жуғыш заттар да үлкен зиян әкеледі. Олар су бетін көбікпен жауып тастап, суға өттегінің түсуіне кедергі жасайды. Су қоймаларының экожүйесіне ауылшаруашылық қалдықты суларымен келетін құрамында азот, фосфор және тағы басқа биогенді элементтер бар органиканың зиянды әрекеті де өте үлкен. Осы заттардың әсерінен су қоймаларында эвтрофикация процесі дами бастайды. Бұл – биогенді элементтердің көмегімен судағы организмдердің биологиялық өсуінің жылдамдауына әкеледі, осының нәтижесінде суда жалпылама фитопланктондардың, көк-жасыл балдырларды, жоғарғы су өсімдіктерінің көбеюі басталады да, су күнделікті тіршілікке жарамсыз болып қалады.

3) Біз тіршілік етіп отырған қатты жер қабатының (литосфераның) құрылысы күрделі болып табылады. Литосфераның үстіңгі қабаттарын (2-4 км) – литобиосфера, ал ең үстіңгі қабатын – топырақ деп атайды.

Топырақ жер бетінің экожүйелерінің биотикалық және абиотикалық құрауыштарының арасындағы ең маңызды байланыстырушы түйін болып табылады. Топырақтың құнарлығы топырақтың өсімдікті органикалық және минералдық қорекпен қамтамасыз ете алу мүмкіндігі ретінде анықталады. Қарашіріктің артықшылығы немесе жетіспеуі, сондай-ақ эдафиттік факторлар топырақтың құнарлылығын айқындайды.

Топырақтың құрамына төрт маңызды құрылымдық құрауыштар кіреді: минералды негіз (топырақтың жалпы құрамының 50-60%), органикалық зат (10% дейін), ауа (15-22%) және су (25-35%).

Топырақтың табиғи және антропогенді ластануын айырамыз. Табиғи ластану биосферадағы табиғи процестердің нәтижесінде – топыраққа атмосферадан, литосферадан, гидросферадан әр түрлі химиялық заттардың түсуі арқылы, мысалы, тау жыныстарының желмен ұшуы немесе жаңбыр мен қар сулары арқылы жүреді. Табиғи экожүйе мен адам денсаулығына ең үлкен зиянды топырақтың антропогенді ластануы әкеледі. Негізгі ластаушлыра қатарына пестицидтер, тыңайтқыштар, ауыр металдар, канцерогенді әсерлі құрамында хлор-, фтор-, фосфор сияқты элементтері бар тағы басқа өндірістік заттар жатады. Айта кету керек, адам ағзасына түсетін зиянды заттардың 70%-і тамақ өнімдеріндегі пестицидтер мен тыңайтқыштардың нәтижесінде болады.

Пестицидтер – зиянды жәндіктерді (инсектицидтер), арам шөптерді (гербицидтер), саңырауқұлақтарды (фунгицидтер) және т.б. құртуға арналған адам өміріне қауіпті химиялық заттар. Бүкіләлемдік шығарылатын пестицидтердің 45%-тін инсектицидтер, 40%-тін гербицидтер, 15%-тін фунгицидтер, 10%-тін күнделікті тұрмыста қолданатын басқа химиялық заттар құрайды. 80-шы жылдардың соңында ауылшаруашылығында қолданылған пестицидтердің орташа нормасы 1 га 2 кг-ды құрады, басқаша айтқанда 1,4 кг-адам болды. Көптеген пестицидтер топырақта ұзақ уақыт бойы сақталады және трофикалық тізбек бойынша жинақталып, адам өміріне зиянды мөлшерге дейін көбейеді.

Қоршаған ортаға аса зиянды заттарға диоксиндер тобын да жатқызады. Диоксиндер – бұл олардың аса жоғары улылығы мен биологиялық белсенділігіне байланысты суперэкотоксиканттар деп атайтын заттар тобы. Диоксиндер көптеген технологиялық процестер кезінде түзіледі, мысалы, целлюлоза – қағаз, металлургиялық және басқа да өндірістерден бастап ағынды суларды биологиялық тазалау мен ішетін суды хлорлау, қалдықтарды жағу, двигателдерде отынның жануы процестерінде түзіледі.

Бұл заттар өзінің улылығы жағынан ауыр металдардың қосылыстарынан, хлорорганикалық пестицидтердін, ал канцерогендігі жағынан - бензапирен ароматты көмірсутегінен асып түсіп, ауыр сырқаттардың себепкері бола алады.