У підручнику відповідно до програми вузів природничого профілю відображено зміст сучасної екології як біологічної науки. Передусім чітко визначено місце екології в системі природничих наук. В окремому розділі подано історію екологічної науки. Розділи навчальної дисципліни викладені в ієрархічній послідовності "організм - біосфера": аутекологія (екологія організму), демекологія (екологія популяції), синекологія (біоценологія), біогеоценологія (екосистсмологія) та біосферологія (глобальна екологія). Останній розділ присвячений прикладним проблемам екології - природничим, соціальним і технологічним. Для студентів вищих закладів освіти. В С Т У П 5 Розділ І. ЕКОЛОГІЯ - ДИСЦИПЛІНА ПРИРОДНИЧА 8 1.1. ЕКОЛОГІЯ В СИСТЕМІ ПРИРОДНИЧИХ НАУК 8 1.1.1. Визначення, предметі завдання екології 8 1.1.2. Галузі і підрозділи екології 12 1.2. ЕКОЛОГІЧНІ ЯВИЩА 15 1.2.1. Екологічні явища, стани та процеси 15 1.2.2. Екологічні стосунки (зв'язки) 17 1.3. ЕКОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ 19 1.3.1. Поняття про екосистему 19 1.3.2. Моноцен 21 1.3.3. Демоцеи 22 1.3.4. Плеоцен 23 1.4. ЕКОЛОГІЧНІ ЗАКОНИ 23 1.4.1. Основа екологічних законів 23 1.4.2. Зміст екологічних законів 24 1.5. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ В ЕКОЛОГІЇ 27 1.5.1. Науковий метод 27 1.5.2. Методи дослідження систем 29 1.5.3. Техніка збору інформації 29 1.5.4. Техніка обробки інформації 32 1.5.5. Загальна схема вивчення екосистем 34 1.6. ПРОБЛЕМАТИКА ЕКОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 37 Розділ 2. ІСТОРІЯ ЕКОЛОГІЇ 39 2.1. ВИНИКНЕННЯ ЕКОЛОГІЇ 39 2.2. ІСТОРІЯ ПРИРОДИ РОСЛИН І ТВАРИН 40 2.3. ВПЛИВ УМОВ СЕРЕДОВИЩА НА ОРГАНІЗМИ 41 2.4. ПОШИРЕННЯ ОРГАНІЗМІВ 43 2.5. ДОСЛІДЖЕННЯ ПОПУЛЯЦІЙ 45 2.6. ДОСЛІДЖЕННЯ БІОЦЕНОЗІВ 47 2.7. ДОСЛІДЖЕННЯ БІОГЕОЦЕНОЗІВ 49 2.8. ЕКОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ В УКРАЇНІ 50 Розділ 3. АУТЕКОЛОГІЯ 55 3.1. ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ 55 3.1.1. Поняття про екологічний фактор 55 3.1.2. Спрямованість екологічних факторів 55 3.1.3. Вплив лімітуючих факторів на організм. Закон мінімуму 56 3.1.4. Принцип екологічної толерантності 57 3.1.5. Ступені толерантності 59 3.1.6. Екологічна валентність виду та біоіндикація 61 3.1.7. Поняття пробіоморфи 62 3.1.8. Земля як середовище життя 64 3.1.9. Класифікація екологічних факторів 66 3.1.10. Антропогенні фактори 69 3.2. КЛІМАТИЧНІ ФАКТОРИ 71 3.2.1. Головні фактори клімату 71 3.2.1.1. Промениста енергія 71 3.2.1.2. Температура 71 3.2.1.3. Освітлюваність 72 3.2.1.4. Відносна вологість і опади 73 3.2.1.5. Екологічна класифікація кліматів 74 3.2.2. Поняття про мега-, мезо- і мікроклімат 76 3.2.2.1. Мезоклімат гірських ландшафтів 77 3.2.2.2. Поняття про мікроклімат лісу 79 3.2.2.3. Мікроклімат ґрунту 83 3.2.2.4. Горизонтальні та вертикальні градієнти Радченка 83 3.2.3. Взаємодія клімату і рослинності 85 3.2.3.1. Світло як екологічний фактор 87 3.2.3.2. Температура як екологічний фактор 91 3.2.3.3. Повітря як екологічний фактор 97 3.3. ФАКТОРИ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА 100 3.3.1. Фізичні властивості води 100 3.3.2. Хімічні властивості води 102 3.3.3. Вода як екологічний фактор 104 3.4. ЕДАФІЧНІ ФАКТОРИ 106 3.4.1. Особливість едафічного фактора 106 3.4.2. Структура і текстура грунту 107 3.4.3. Гуміфікація грунту 109 3.4.4. Ґрунтова вода і водний режим рослин 112 3.4.5. Ґрунтове повітря і повітряний режим грунтів 114 3.4.6. Тепловий режим ґрунту 115 3.4.7. Екологічні особливості хімізму ґрунтів 119 3.4.8. Роль рослинного покриву у ґрунтоутворювальному процесі 121 3.5. БІОТИЧНІ ФАКТОРИ 124 3.5.1. Біотичні фактори й явище коакцій 124 3.5.2. Гомотипові реакції 125 3.5.3. Гетеротипові реакції .. .. 127 3.5.3.1. Типи гетеротипових реакцій 127 3.5.3.2. Принцип конкурентного витіснення Гаузе 129 3.5.3.3. Екологічна ніша 129 3.5.3.4. Конкуренція і розвиток 132 3.5.3.5. Взаємовплив рослин 133 3.5.3.6. Вплив тварин на рослини 135 3.5.4. Фактори живлення 136 3.5.4.1. Корм і шляхи формування ланцюгів живлення 136 3.5.4.2. Якість корму 138 3.5.4.3. Кількість корму 142 3.5.5. Гомеостатичні реакції організмів 143 3.5.5.1. Поняття про гомеостатичні реакції 143 3.5.5.2. Реакція організму і негативний зворотний зв'язок 144 3.5.5.3. Швидкість реакції 145 3.5.5-4. Регулятори і конформісти 145 3.5.5.5. Аклімація, акліматизація і інтродукція 146 3.5.5.6. Зміна середовища і запасання їжі 147 3.5.5.7. Міграції та періоди спокою 148 Розділ 4. ДЕМЕКОЛОГІЯ (ЕКОЛОГІЯ ПОПУЛЯЦІЙ) 150 4.1. КОНЦЕПЦІЯ ЕКОЛОГІЇ ПОПУЛЯЦІЙ 150 4.1.1. Популяція як загальнобіологічна одиниця 150 4.1.2. Нерівноцінність популяцій 152 4.1.3. Ієрархія популяцій 153 4.2. СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦІЇ 155 4.2.1. Поняття екологічної структури популяції 155 4.2.2. Чисельність і щільність популяції 155 4.2.3. Статева і вікова структури популяції 156 4.2.4. Просторова структура популяції 160 4.2.5. Характер і розміщення організмів у популяції 160 4.2.6. Ізоляція і територіальність 161 4.2.7. Методи вивчення розміщення особин 162 4.3. ДИНАМІКА ПОПУЛЯЦІЙ 164 4.3.1. Динаміка чисельності. Популяційні фази 164 4.3.2. Народжуваність і смертність. Тривалість життя 174 4.3.3. Поліморфізм 180 4.3.4. Розселення 183 4.4. ВЗАЄМОДІЯ ОРГАНІЗМІВ ВСЕРЕДИНІ ПОПУЛЯЦІЇ І ЗА її МЕЖАМИ 186 4.4.1. Взаємодія як двигун динаміки популяцій 186 4.4.2. Конкуренція 186 4.4.2.1. Внутрівидова конкуренція 187 4.4.2.2. Міжвидова конкуренція 192 4.4.3. Хижацтво 202 4.4.3.1. Вплив хижаків на популяцію жертви. Модель Лотки-Вольтсрра 203 4.4.3.2. Цикл хижак-жертва 205 4.4.3.3. Стабільність системи хижак-жертва 207 4.4.3.4. Функціональна і чисельна реакції 208 4.4.3.5. Модель рівноваги системи хижак-жертва 209 4.4.3.6. Рослиноїдні тварини і популяції рослин 211 4.4.3.7. Таксономічна і функціональна класифікації хижаків 212 4.4.4. Паразитизм 213 4.4.5. Алелопатія, або антибіоз 214 4.4.6. Позитивна взаємодія: коменсалізм, протокооперація, мутуалізм 215 4.4.7. Редуценти і детритофаги 216 4.4.8. Коеволюція 220 4.5. ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЕНЕРГЕТИКА ПОПУЛЯЦІЇ 221 4.5.1. Потік енергії через популяцію 221 4.5.2. Продуктивність популяції 223 4.5.3. Експлуатація популяції 226 4.6. КОНЦЕПЦІЯ ДЕМОЦЕНУ І ПОНЯТТЯ ВИДУ 227 Розділ 5. БІОЦЕНОЛОГІЯ (СИНЕКОЛОГІЯ) 229 5.1. БІОЦЕНОЗ ЯК ПРИРОДНА СИСТЕМА 229 5.2. ВИЗНАЧЕННЯ БІОЦЕНОЗУ 230 5.3. КЛАСИФІКАЦІЯ БІОЦЕНОЗІВ 232 5.4. ВЛАСТИВОСТІ БІОЦЕНОЗІВ 234 5.5. СТРУКТУРА БІОЦЕНОЗУ 235 5.5.1. Просторова неоднорідність біоценозів 235 5.5.2. Вертикальна структура біоценозу 235 5.5.3. Горизонтальна структура біоценозу 242 5.5.4. Видове різноманіття 243 5.5.5. Розподіл видів за градієнтами середовища 247 5.5.6. Закономірності просторового розміщення угруповань 249 5.5.7. Екотоп і континуум 255 5.6. ФІТОЦЕНОЛОГІЯ - ВЧЕННЯ ПРО ФІТОЦЕНОЗИ 259 5.6.1. Морфологія фітоценозу 260 5.6.2. Екологія фітоценозу 263 5.6.3. Динаміка фітоценозу 264 5.6.4. Систематика та класифікація фітоценозів 265 5.6.5.. Типи асоціацій 266 5.7. БІОЦЕНОТИЧНА СТРУКТУРА УГРУПОВАНЬ 268 5.7.1. Принципи функціонування біоценозу 268 5.7.2. Трофічна структура біоценозів 269 5.7.3. Конкурентна структура біоценозів 282 5.7.4. Паратрофічна структура біоценозів 282 5.8. ДИНАМІКА БІОЦЕНОЗІВ 283 5.8.1. Типи сукцесій 283 5.8.2. Сингенетичні й ендоекогенетичні сукцесії 284 5.8.3. Екзогенетичні та гологенетичні сукцесії 285 5.8.4. Деградаційні сукцесії 285 5.8.5. Сукцесії в лісових біоценозах 288 5.8.6. Концепція клімаксу 289 Розділ 6. БІОГЕОЦЕНОЛОГІЯ (ЕКОСИСТЕМОЛОГІЯ) 290 6.1. ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ БІОГЕОЦЕНОЗУ 290 6.2. СТРУКТУРА БІОГЕОЦЕНОЗУ 295 6.3. ДИНАМІКА БІОГЕОЦЕНОЗУ 300 6.3.1. Енергетика біогеоценозу 301 6.3.1.1. Рух потоку енергії 312 6.3.1.2. Екологічне значення першого і другого законів термодинаміки 314 6.3.1.3. Потік енергії та продуктивність екосистеми 317 6.3.1.4. Потік енергії і продуктивність у кормових мережах 322 6.3.1.5. Потік енергії в популяції 328 6.3.1.6. Енергетична ефективність рослин і тварин 330 6.3.1.7. Визначення екологічної ефективності 333 6.3.2. Біохімічні кругообіги в біогеоценозі 336 6.3.2.1. Поняття про біохімічні цикли 336 6.3.2.2. Кругообіг вуглецю 341 6.3.2.3. Кругообіг кисню 342 6.3.2.4. Кругообіг води 344 6.3.2.5. Кругообіг азоту 345 6.3.2.6. Кругообіг фосфору 349 6.3.2.7. Кругообіг сірки 351 6.3.2.8. Кругообіг кальцію, калію, натрію і магнію 352 6.3.2.9. Кругообіг алюмінію 356 6.3.2.10. Кругообіг мікроелементів 358 6.3.2.11. Особливості кругообігу важких металів у лісових біогеоценозах 373 6.3.2.12. Кислі опади в біохімічному кругообізі лісових біогеоценозів 381 6.3.2.13. Алогенні (екзогенні) сукцесії в зоні атмосферних забруднень 384 Розділ 7. БІОСФЕРОЛОГІЯ (ГЛОБАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ) 390 7.1. ЕВОЛЮЦІЯ БІОСФЕРИ . 390 7.2. СУЧАСНЕ УЯВЛЕННЯ ПРО БІОСФЕРУ 394 7.3. СТРУКТУРА БІОСФЕРИ 397 7.3.1. Ієрархія біосфери .. 397 7.3.2. Вертикальна структура біосфери 399 7.3.3. Горизонтальна структура біосфери 406 7.3.4. Основні екосистеми біосфери 414 7.3.4.1. Лісові екосистеми 416 7.3.4.2. Прісноводні екосистеми 416 7.3.4.3. Екосистеми Світового океану 417 7.4. ДИНАМІКА БІОСФЕРИ . 418 7.4.1. Енергетика біосфери 418 7.4.1.1. Жива речовина і її енергія 418 7.4.1.2. Потоки енергії й енергетична класифікація екосистем 424 7.5. ГЕОХІМІЧНІ КРУГООБІГИ В БІОСФЕРІ 429 7.5.1. Геохімічне середовище і геохімія живих організмів 429 7.5.2. Кругообіг речовий і хімічних елементів 434 7.5.2.1. Кругообіг води 435 7.5.2.2. Кругообіг вуглецю 440 7.5.2.3. Кругообіг азоту 444 7.5.2.4. Кругообіг сірки 446 7.5.2.5. Кругообіг фосфору 448 7.6. НООСФЕРА Й УПРАВЛІННЯ БІОСФЕРОЮ 450 Розділ 8. ПРИКЛАДНА ЕКОЛОГІЯ 457 8.1. ЕКОЛОГІЯ І її ПРИКЛАДНІ ГАЛУЗІ 457 8.2. ПРИРОДНИЧІ АСПЕКТИ 460 8.2.1. Екологічні основи охорони природи 460 8.3. ОХОРОНА І РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ....... 463 8.4. ЕКОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ІНТРОДУКЦІЇ 468 8.5. БІОЛОГІЧНІ МЕТОДИ БОРОТЬБИ ЗІ ШКІДНИКАМИ 469 8.6. ФІТОМЕЛЮРАЦІЯ 470 8.7. ЕКОЛОГІЧНА ДІАГНОСТИКА 472 8.8. СОЦІАЛЬНІ АСПЕКТИ 474 8.9. ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ 477 ЛІТЕРАТУРА 480 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК 481