Биоэкология

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
__________________________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
М.В. ЛЕГАН 
 
 
 
 
 
БИОЭКОЛОГИЯ 
 
 
Утверждено Редакционно-издательским советом университета 
в качестве учебного пособия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2019 

УДК 502.211(075.8) 
Л 384 
 
 
Рецензенты: 
Т.И. Савченко, канд. хим. наук, старший научный  
сотрудник Института Химической Кинетики и Горения СО РАН  
Г.И. Дьяченко, канд. геол.-минер. наук, доцент  
 
 
 
 
 
Леган М.В. 
Л 384  
Биоэкология: учебное пособие / М.В. Леган. – Новосибирск: 
Изд-во НГТУ, 2019. – 88 с. 

ISBN 978-5-7782-4045-2 

В учебном пособии дается представление о разнообразии форм 
жизни, уровнях организации биологических систем, кратко рассматриваются вопросы экологии особей и организмов и популяционной 
экологии (демэкологии); отражаются воздействия экологических факторов на биосистемы, приводятся характеристики, взаимоотношения 
веществ в экосистемах. Рассматриваются основные положения учения 
о Биосфере. Освещены вопросы взаимодействия биосферы и человеческой цивилизации, определены основные глобальные экологические 
проблемы в современном мире. 
 
 
Работа подготовлена на кафедре Безопасности труда для студентов 
ФЭН направления 20.03.01 «Техносферная безопасность» 
 
 
 
 
 
УДК 502.211(075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-4045-2 
© Леган М.В., 2019 
 
© Новосибирский государственный 
 
технический университет, 2019 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Введение .................................................................................................................. 5 
ГЛАВА I. Синэкология – экология биоценозов ................................................... 7 
1.1. Основные понятия синэкологии ............................................................... 7 
1.2. Виды отношений организмов в биоценозах ............................................ 8 
Вопросы для самопроверки ............................................................................ 13 
ГЛАВА II. Экология биологических систем ...................................................... 14 
2.1. Сукцессии. Гибель экологических систем ............................................. 14 
2.2. Учение о Биосфере, как глобальной экосистеме Земли ....................... 16 
2.3. Динамика и устойчивость биосферы ...................................................... 17 
Вопросы для самопроверки ............................................................................ 20 
ГЛАВА III. Организм и факторы среды ............................................................. 21 
3.1. Среда обитания организма и экологические факторы .......................... 21 
3.2. Влияние лимитирующих факторов на биосистемы .............................. 23 
3.3. Антропогенные лимитрирующие факторы и антропогенный 
стресс ......................................................................................................... 27 
3.4. Компенсация экологических факторов в экологических  
системах .................................................................................................... 28 
Вопросы для самопроверки ............................................................................ 29 
ГЛАВА IV. Экология популяций ........................................................................ 31 
4.1. Популяционная структура вида. Структура популяции ....................... 31 
4.2. Пространственная структура популяции ............................................... 34 
4.3. Половая структура популяции ................................................................ 35 
4.4. Генетическая структура популяции ........................................................ 35 
4.5. Возрастная структура популяции ........................................................... 38 
4.6. Этологическая структура популяции ..................................................... 40 
4.7. Гомеостаз популяции ............................................................................... 42 
Вопросы для самоконтроля ............................................................................ 51 

ГЛАВА VI. Экологическая ниша биологического вида .................................... 52 
6.1. Термин и определение экологической ниши (ЭН) ................................ 52 
6.2. Характеристики экологической ниши .................................................... 53 
Вопросы для самоконтроля ............................................................................ 55 
ГЛАВА VII. Загрязнение окружающей природной среды ................................ 56 
7.1. Ксенобиотики ........................................................................................... 56 
7.2. Загрязнение природной среды ................................................................ 57 
7.3. Классификация загрязнений окружающей среды ................................. 58 
7.4. Загрязнение окружающей среды вредными веществами ..................... 63 
7.5. Нормирование вредных веществ в окружающей среде ........................ 65 
7.5.1. Нормирование вредных веществ в атмосферном воздухе ........ 65 
7.5.2. Нормирование вредных веществ в почве ................................... 66 
7.5.3. Нормирование вредных веществ в водных объектах ................ 67 
7.6. Методы для установления эффект-ориентированных ПДК вредных веществ .............................................................................................. 69 
7.7. Ионизирующее излучение ....................................................................... 71 
7.8. Радиоактивное загрязнение природной среды ...................................... 77 
7.9. Загрязнение промышленными и муниципальными отходами ............. 78 
7.10. Биоиндикация загрязнений окружающей среды ................................. 83 
Вопросы для самоконтроля ............................................................................ 85 
Список использованной литературы ................................................................... 87 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
В учебном пособии кратко рассматриваются основные понятия и 
уровни организации биологических систем (биосистем): экология особей и организмов; популяционная экология; вопросы синэкологии и 
экологии Биосферы, как глобальной биосистемы Земного шара. Освещены вопросы взаимодействия биосферы и человеческой цивилизации, определены основные глобальные экологические проблемы в современном мире, а также рассмотрены вопросы загрязнений окружающей природной среды. Указан список методической и справочной 
литературы, которым рекомендуется пользоваться. Для закрепления 
пройденного материала после каждой главы даны вопросы для самопроверки.  
Термин «Экология» был предложен в 70-х годах XIX века известным биологом-эволюционистом Эрнестом Геккелем, (от слов: «oikos» – 
дом, жилище и «логос» – учение, что значит – «наука о местообитании». Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов 
между собой и с окружающей их природной средой).  
Экология состоит: 
1) из биоэкологии (общая или классическая экология); 
2) геоэкологии; 
3) социальной экологии; 
4) экологии человека; 
5) прикладной экологии. 
Таким образом, биоэкология является составной частью и крупным 
направлением в структуре современной экологии. Более того, биоэкология и ее фундаментальные законы являются основой всех направлений экологии.  
Биоэкология изучает следующие уровни биологических (биосистем) систем: экологию особей и организмов; эйдэкологию (экологию 

видов); синэкологию (экологию сообществ); демэкологию (популяционную экологию); глобальную экологию (экологию Биосферы).  
В соответствии с крупнейшими систематическими категориями 
органического мира биоэкологию подразделяют на: экологию микроорганизмов; экологию грибов; экологию растений и экологию 
животных.  
 

Г Л А В А  I  

СИНЭКОЛОГИЯ – ЭКОЛОГИЯ БИОЦЕНОЗОВ 

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИНЭКОЛОГИИ  

Организм индивидуально подвержен факторам эволюции и экологическим воздействиям. Живое вещество (по В.И. Вернадскому) – совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Живое вещество – открытая система, для которой характерны обмен веществ и 
энергии с внешней средой, рост, размножение, раздражимость, смерть. 
Специфические свойства живого вещества рассмотрены в 2.  
Вид – совокупность особей, схожих по морфологическим, физиологическим признакам, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство. Каждый вид имеет свой ареал распространения. Популяция - структурная единица вида.  
Цикл развития (Жизненный цикл) – совокупность всех фаз индивидуального роста и развития особи, в результате которого она достигает характерной величины и зрелости, делается способной дать 
начало новому поколению.  
В биоэкологии принято выделять следующие основные уровни организации биологических объектов (биосистем): 
– молекулы и молекулярные комплексы (например, молекулы белка, 
гены, вирусы и т.д.);  
– органоиды или органелы клеток (митохондрии, рибосомы, и т.д.);  
– клетки; 
– ткани (эпителий, кровь и т.д.);  
– органы (сердце, печень, почки и т.д.);  
– системы органов (сердечно-сосудистая система, дыхательная и т.д.);  
– организмы (амеба или многоклеточный организм – человек);  
– популяции и субпопуляционные структуры (внутрипопуляционные);  

– ценозы (сообщества живых организмов) различного ранга, включая биоценозы.  
Сообщество или ценоз – совокупность живых организмов определенной категории, одновременно населяющих определенную область 
пространства. Наиболее системно организованным сообществом является биоценоз.  
Биоценоз – взаимосвязанная совокупность микроорганизмов, растений, грибов и животных, населяющих однородный участок суши 
или водоема.  
По систематическим признакам биоценоз делится: 
– фитоценоз (совокупность популяций растений);  
– зооценоз (соответственно животных); 
– микробоценоз (грибы, микроорганизмы).  
Биоценоз (Mobius, 1877) характеризуется биомассой (общее количество живого вещества на Земле (около 
20
10
 тысячи тонн) и биологической продуктивностью (биомасса, производимая популяцией или 
сообществом на единице площади за единицу времени). В биоэкологии 
также используется термин «биота» (от греческого – жизнь).  
Биота – совокупность особей всех видов, населяющих определенный участок пространства. Термины Биота и биоценоз не синонимы, 
так как биота рассматривается не как биосистема, а как простая совокупность организмов всех видов, без учета их взаимоотношений. 
Биотоп (от греч. «Bios» – жизнь + «Topos» – место) – однородное 
по абиотическим факторам среды пространство в пределах водной, 
наземной и подземной частей биосферы, занятое одним биоценозом.  
Биотоп совместно с биоценозом составляет единый биогеоценоз, 
характеризующийся самостоятельным обменом веществ и особым 
типом использования потока солнечной энергии. Биогеоценозами являются: луга, леса, поля, водоемы.  

1.2. ВИДЫ ОТНОШЕНИЙ ОРГАНИЗМОВ  
В БИОЦЕНОЗАХ  

Основу возникновения и существования биогеоценозов представляют взаимоотношения организмов и их разнообразные связи, которые 
невероятно сложны. В первую очередь это трофические связи, внутривидовые связи и межвидовые отношения всех типов.  
Трофические (пищевые) связи всех взаимоотношений между организмами имеют первостепенное значение. Любой биоценоз включает 

несколько трофических уровней, которые образуют трофическую 
структуру сообщества.  
Цепь питания – цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого 
вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для 
следующего звена. Пастбищная пищевая цепь (Ю. Одум, 1959) – цепь 
питания, которая начинается с зеленых растений и идет к растительноядным, а затем к плотоядным животным. Детритная пищевая цепь – 
пищевая цепь, первым звеном которой является мертвое органическое 
вещество, поедаемое детритофагами, служащими, в свою очередь, пищей для хищников.  
Трофические цепи состоят:  
1) из продуцентов (от лат. продуцентис – производящий) автотрофных организмов, производящих органические вещества из неорганических составляющих. Под воздействием энергии, в хлорофилле 
происходит процесс фотосинтеза: 
2
2
6
12
6
2
6СО
6Н О
С Н О
6О



; 
2) консументов – гетеротрофных организмов, первичных консументов (растительноядных организмов); вторичных консументов 
(хищников) и паразитов первичных консументов; 
3) редуцентов (от лат. редуцере – упрощение строения) гетеротрофных организмов, превращающих в ходе жизнедеятельности органические остатки в неорганические вещества. Типичными редуцентами являются бактерии и грибы. Редуценты – заключительное звено в 
пищевой цепи в экологической пирамиде.  
Экологическая пирамида – графические изображение соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме, 
которое выражается: в единицах массы (пирамида биомасс); в числе 
особей (пирамида чисел Элтона); в заключенной в особях энергии (пирамида энергий).  
Закон пирамиды энергий Линдемана (Р. Линдеман, 1942) или 
закон десяти процентов – это закон, согласно которому при переходе 
с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой потребляется в среднем 10 % энергии биомассы или вещества в энергетическом выражении. 
Закон однонаправленности потока энергии поясняет, что получаемая энергия, усваиваемая продуцентами, вместе с их биомассой 
необратимо передается консументам первого, второго и других порядков, редуцентам, с падением потока на каждом из трофических 
уровней в результате процессов, сопровождающих дыхание. Внутри