Большая Советская Энциклопедия (ЭК)

Лит.: Дажо Р., Основы экологии, пер. с франц., М., 1975.

И. А. Шилов.

Экологическая ниша

Экологи'ческая ни'ша, место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе). Взаимодействие данного вида (популяции) с партнёрами по сообществу, в которое он входит в качестве сочлена, определяет его место в круговороте веществ, обусловленном пищевыми и конкурентными связями в биоценозе. Термин «Э. н.» предложен американским учёным Дж. Гринеллом (1917). Трактовка Э. н. как положения вида в цепях питания одного или нескольких биоценозов была дана английским экологом Ч. Элтоном (1927). Подобное толкование понятия Э. н. позволяет дать количественную характеристику Э. н. для каждого вида или для его отдельных популяций. Для этого сопоставляют в системе координат обилие вида (число особей или биомассу ) с показателями температуры, влажности или любого другого фактора среды. Таким путём можно выделить зону оптимума и пределы выносимых видом отклонений — максимум и минимум каждого фактора или совокупности факторов. Как правило, каждый вид занимает определённую Э. н., к существованию в которой он приспособлен всем ходом эволюционного развития. Место, занимаемое видом (его популяцией) в пространстве (пространственная Э. н.), чаще называют местообитанием .

Лит.: Одум Ю., Основы экологии, пер. с англ., М., 1975; Hutchinson G. Е., The ecological theatre and the evolutionary play, New Haven, 1965, p. 26—78.

Н. П. Наумов.

Экологическая система

Экологи'ческая систе'ма закрытая, функционально единая совокупность организмов (растений, животных и микроорганизмов), населяющих общую территорию и способных к длительному существованию при полностью замкнутом круговороте веществ (т. е. при отсутствии материального обмена через её границы).

Принцип Э. с. используется при разработке биологических систем жизнеобеспечения человека в условиях изоляции от биосферы Земли, например в космических или подводных аппаратах. Основу такой искусственно создаваемой Э. с. составляют растения, которые за счёт энергии света в процессе фотосинтеза поглощают двуокись углерода и выделяют кислород, т. е. осуществляют регенерацию атмосферы. Биомасса растений используется в пищу человеком и др. гетеротрофными организмами , которые, в свою очередь, могут входить в пищевой рацион человека. Неиспользованная биомасса растений, продукты жизнедеятельности человека и других компонентов биокомплекса разлагаются микроорганизмами до воды, двуокиси углерода и минеральных веществ, которые вновь используются растениями. В СССР созданы экспериментальные Э. с., включающие человека, одноклеточные водоросли, высшие растения (капуста, морковь, свёкла, томат, пшеница и др.), микроорганизмы — минерализаторы. За счёт регенерации в таких Э. с. полностью обеспечивалась потребность человека в кислороде, воде и до 20% в пище. Э. с. природные чаще называются экосистемами .

Лит.: Одум Ю., Основы экологии, пер. с англ., М., 1975, гл. 20; Основы космической биологии и медицины, т. 3, М., 1975, гл. 10; Экспериментальные экологические системы, включающие человека, М., 1975 (Проблемы космической биологии, т. 28).

Е. Я. Шепелев.

Экологическая физиология

Экологи'ческая физиоло'гия, раздел физиологии, изучающий зависимость функций животных и человека от условий жизни и деятельности в различных физико-географических зонах, в разные периоды года, суток, фазы лунного и приливного ритмов; раскрывает физиологические основы приспособлений (адаптации физиологической ) к природным факторам. Э. ф. тесно связана с экологией , хронобиологией, возрастной и эволюционной физиологией, физиологией с.-х. животных, этологией, а при изучении человека — и с климатофизиологией, физиологией труда и спорта. Использует для исследования все уровни физиологической интеграции: надорганизменный (популяционный), организменный, органный и системный, клеточный и субклеточный (молекулярный). В Э. ф. человека применяют клинические, химические и электрофизиологические лабораторные методы, например радиотелеметрию. Формирование адаптаций исследуют методами изоляции организма от отдельных факторов среды (искусств. выращивание и воспитание), сравнения параметров физиологических реакций у близких в систематическом отношении видов с разной экологической специализацией, например арктических, тропических и пустынных, наземных и полуводных организмов с различной мышечной активностью. В исследованиях сенсорных систем, сигнализации, эхолокации и локации (летучие мыши, птицы, рыбы), химических связей (феромоны) между организмами Э. ф. опирается на данные биофизики и биохимии.

Э. ф. — основа практический мероприятий по прогнозированию массовых размножений вредителей (грызуны, насекомые), акклиматизации полезных видов животных, породному районированию с.-х. животных, акклиматизации человека в новых климатических районах в связи с их освоением (высокие широты, высокогорье, пустыни). Э. ф. изучает физиологические характеристики, которые определяют направленность приспособит. реакций у разных животных, населяющих определённые регионы (см. Жизненная форма ). К таким общим характеристикам на разных уровнях филогенеза относятся механизмы экономии воды у пустынных животных и осмотической регуляции у пустынных, полуводных и водных организмов, энергетика организма и отдельных его систем (высокая в сев. широтах и низкая в аридной и тропической зоне) и др.

В СССР работы по Э. ф. проводятся с 30-х гг. 20 в.: эколого-физиологические исследования терморегуляции (А. Д. Слоним, О. П. Щербакова), адаптации к жаркому и холодному климату (А. Ю. Юнусов, И. А. Израэль) и горным условиям (А. Г. Гинецинский, Н. Н. Сиротинин, М. М. Миррахимов), к среде с различным газовым составом (Е. М. Крепс, З. И. Барбашёва), механизмов зимней спячки животных (Н. И. Калабухов). Экологический подход применен при изучении нервной системы (Д. А. Бирюков), генетики поведения (Д. К. Беляев, М. Е. Лобашёв). С 50-х гг. исследования по Э. ф. расширились в связи с освоением новых территорий (Арктика, Субарктика, пустынные и горные районы); созданы стационары на высокогорных, пустынных и морских станциях, лаборатории при заповедниках. Актуальным становится изучение влияния шума, вибрации, температурных факторов на организм человека в целом и на функции отдельных органов (В. В. Парин, А. С. Трошин). С 20-х гг. 20 в. различные проблемы Э. ф. (environmental physiology) разрабатываются за рубежом: сравнительная физиология дыхания и мышечной деятельности (А. Крог), влияние пониженного атмосферного давления на дыхательные функции крови (Дж. Баркрофт), адаптация к низким температурам (К. Л. Проссер, Т. Х. Баллок, П. Ф. Шоландер; США), эколого-физиологические приспособления животных к жизни в пустыне (К. Шмидт-Нильсен; США), физиология труда человека в экстремальных условиях севера и пустыни (О. Г. Эдхолм; Великобритания). С 70-х гг. проблемы Э. ф. переплетаются с задачами охраны окружающей среды. См. также Физиология .

Лит.: Калабухов Н. И., Периодические (сезонные и годичные) изменения в организме грызунов, их причины и последствия, Л., 1969; Кандрор И. С., Очерки по физиологии и гигиене человека на Крайнем Севере, М., 1968; Слоним А. Д., Экологическая физиология животных, М., 1971; его же, Среда и поведение, Л., 1976; Шмидт-Нильсен К., Как работает организм животного, пер. с англ., М., 1976; Щеглова А. И., Физиологические приспособления млекопитающих пустыни, Л., 1976; Folk G. E., Introduction to environmental physiology, Phil., 1966; Physiological adaptations. Desert and mountain, N. Y.— L., 1972; Environmental physiology, ed. D. Robertshaw, L.— Bait., 1974; Environmental physiology, ed. J. G. Phillips, Oxf., 1975.

А. Д. Слоним.

Экологические факторы

Экологи'ческие фа'кторы среды, совокупность абиотических факторов и биотических факторов среды.

Экологический ряд

Экологи'ческий ряд, совокупность растительных сообществ (фитоценозов ), располагающихся соответственно нарастанию или убыванию ведущего фактора (или нескольких факторов) среды. Ведущими экологических факторами могут быть: увлажнение или засоление почв, содержание в почве гумуса или элементов минерального питания, различный пастбищный режим, пойменный режим и т.п. Чаще всего Э. р. связан с изменением увлажнения, засоленности почв или с одновременным изменением обоих этих факторов. Э. р., отражающий изменения увлажнения почвы, лучше всего прослеживается, например, в поймах рек по склонам. В нижней части склона почва обычно влажнее, чем в верхней, поэтому в состав фитоценозов нижней части входят более влаголюбивые растения. Кроме того, с изменением влажности почвы обычно меняется и ряд других факторов (температура, содержание в почве гумуса и т.д.), но именно влажность почвы, как правило, является ведущим экологическим фактором. Э. р., связанные с изменением одновременно засоления и влажности почвы, можно наблюдать по берегам солёных озёр и при зарастании их обсыхающих днищ. Хорошо выражены Э. р. и на пологих берегах заболачивающихся пресноводных озёр.

А. М. Былова.

Экология

Эколо'гия (от греч. 'oikos — жилище, местопребывание и ...логия ), биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосферы. Часто Э. определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современная Э. интенсивно изучает также проблемы взаимодействия человека и биосферы.

Основные разделы экологии. Э. подразделяется на общую Э., исследующую основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем, и частную Э., сфера которой ограничена изучением конкретных групп определённого таксономического ранга. Общая Э. классифицируется по уровням организации надорганизменных систем. Популяционная Э. (иногда называется демэкологией, или Э. населения) изучает популяции — совокупности особей одного вида, объединяемых общей территорией и генофондом . Э. сообществ (или биоценология) исследует структуру и динамику природных сообществ (или ценозов) —совокупностей совместно обитающих популяций разных видов. Биогеоценология— раздел общей Э., изучающий экосистемы (биогеоценозы ). В СССР и в некоторых зарубежных европейских странах биогеоценологию иногда считают самостоятельной наукой, отличной от Э. В США, Великобритании и многих других зарубежных странах термин «экосистема» используется чаще, чем биогеоценоз, и биогеоценология как отдельная наука там не выделяется. Частная Э. состоит из Э. растений и Э. животных. Сравнительно недавно оформилась Э. бактерий и Э. грибов. Правомерно и более дробное деление частной Э. (например, Э. позвоночных, Э. млекопитающих, Э. зайца-беляка и т.п.). Относительно принципов деления Э. на общую и частную нет единства во взглядах учёных. По мнению некоторых исследователей, центральный объект Э. — экосистема, а предмет частной Э. отражает подразделение экосистем (например, на наземные и водные; водные подразделяются на морские и пресноводные экосистемы; пресноводные экосистемы, в свою очередь, — на экосистемы рек, озёр, водохранилищ и т.д.). Э. водных организмов и образуемых ими систем изучает гидробиология .

Применяется и деление Э. на аутоэкологию , исследующую взаимоотношения отдельных видов со средой (главным образом с абиотическими факторами), и синэкологию , изучающую сообщества и биогеоценозы; это деление предложено швейцарским ботаником К. Шрётером. Популяционная Э. связывает оба эти раздела.

В мировой экологической литературе не существует единого мнения относительно объёма понятия «Э. растений». В СССР и зарубежных европейских странах (за исключением Великобритании) её трактуют как аутоэкологию, считая сообщества растений объектом фитоценологии или геоботаники. В США и Великобритании под Э. растений понимают науку, исследующую как отдельные виды, так и сообщества.