Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Другая статическая характеристика популяции - половой состав. У высших животных число особей женского и мужского пола различно. Так, например, в человеческой популяции это соотношение составляет 515 : 485.

Рождаемость является динамической характеристикой популяции. Различают максимальную и реальную рождаемость.

Реально-реализованная рождаемость (ПЛОДОВИТОСТЬ) называется ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ РОЖДАЕМОСТЬЮ. Экологическая рождаемость зависит от численности популяции, ее полового и возрастного состава, а также от физических условий среды.

Рождаемость равна общему числу вновь появившихся особей деленному на промежуток времени, в течение которого они появились.

Удельная рождаемость равна рождаемости, деленной на число всех особей в популяции.

Смертность определяется как число особей, погибших за данный отрезок времени.

Удельная смертность равна смертности, деленной на число всех особей в популяции.

Смертность - показатель, противоположный рождаемости. У большинства живых организмов интенсивность смертности меняется на протяжении всей жизни. Чаще она больше на ранних стадиях развития, затем она снижается, а к старости снова возрастает.

Чем больше смертность, тем меньше средняя продолжительность жизни и наоборот. Иначе говоря, чем меньше средняя продолжительность жизни, тем меньшее количество живых организмов доживет до старости. Зависимости возраста и численности популяции представляются в виде КРИВЫХ ВЫЖИВАНИЯ.

В Биосфере Земли живые организмы живут в окружении других представителей живой природы.

В сообществах организмы одной популяции могут питаться особями другой или использовать их как среду обитания (НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ взаимодействие). Разные организмы могут использовать один и тот же ресурс; один вид может быть передающим звеном в цепи развития паразита, живущего за счет другого (ОПОСРЕДОВАННЫЕ или КОСВЕННЫЕ взаимодействия).

Различают следующие типы экологических взаимодействий:

1. если две популяции не влияют друг на друга, то это носит название НЕЙТРАЛИЗМ (в природе нейтрализм встречается крайне редко);

2. если для одного из совместно обитающих видов влияние другого отрицательно (он испытывает угнетение), в то время как угнетающий не получает ни вреда, ни пользы, то это называется АМЕНСАЛИЗМ. Например - когда светолюбивые растения растут в густом еловом лесу;

3. к взаимополезным взаимодействиям относятся:

• ПРОТОКООПЕРАЦИЯ;

• СИМБИОЗ;

• МУТУАЛИЗМ (птицы, кормящиеся на коже носорога);

4. к полезно-нейтральным взаимодействиям относятся:

• КОМЕНСАЛИЗМ (нахлебничество, сотрапезничество, квартиранство);

5. к полезно-вредным взаимодействиям относятся:

• ПАРАЗИТИЗМ;

• ХИЩНИЧЕСТВО;

6. к взаимовредным взаимодействиям относятся:

• КОНКУРЕНЦИЯ (различают межвидовую и внутривидовую конкуренцию).

СООБЩЕСТВОМ называется совокупность образующих его видов и взаимоотношения между ними.

С этим понятием тесно связано понятие биогеоценоза.

БИОГЕОЦЕНОЗОМ называют исторически сложившуюся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (БИОТОПОМ).

Структурой сообщества называют соотношение различных групп организмов, различающиеся по систематическому положению, по роли, которую они играют в процессе переноса энергии и вещества, по месту в пространстве, в пищевой сети, либо по иному признаку, существенному для понимания закономерностей группы естественных экосистем.

Тема2: ОРГАНИЗМ И СРЕДА (Смотри контрольные вопросы)

ЭОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ И ЭНЕРГИЯ В ЭКОСИСТЕМАХ

1.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

При рассмотрении вопросов взаимодействия человека и окружающей среды важными аспектами являются: взаимодействие живых организмов в биосфере и роль человека в этих взаимоотношениях. Для понимания этих аспектов необходимо усвоить такие понятия, как “ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ”, “ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ”, “ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ” и циркуляция в них загрязняющих веществ естественного и антропогенного характера, а также вопросы циркуляции и расходования энергии в экосистемах.

1.1. Понятие экологической системы

Для понимания сущности окружающего нас мира следует рассматривать вместе как живое, так и неживое в их взаимосвязи.

Под СИСТЕМОЙ понимают упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.

Экологическую систему определяют по-разному:

1. “Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляет собой ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ”.

2. “ЭКОСИСТЕМА - часть биосферы, где существует упорядоченный обмен энергией и материалами между организмами и окружающей средой”.

3. “ЭКОСИСТЕМА - взаимодействие живого населения с окружающей средой обитания” (английский эколог А.Тенсли).

4. “БИОГЕОЦЕНОЗ - однотипное растительное сообщество вместе с населяющим его животным миром, включая микроорганизмы, с соответствующим участком земной поверхности, с особыми свойствами микроклимата, геологического строения почвы и водного режима”.

“Биогеоценозы, в отличие от экосистемы - дискретные единицы, в той или иной степени отделенные друг от друга различными границами” (Академик В.М.Сукачев, 1940 г.).

Таким образом, ЭКОСИСТЕМОЙ НАЗЫВАЕТСЯ КОМПЛЕКС, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ГРУППЫ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ И СРЕДЫ, В КОТОРОЙ ЭТА ГРУППА СУЩЕСТВУЕТ.

1.2. Живое, косное и биокосное вещество

(по В.И.Вернадскому)

ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО - совокупность всех живых существ, населяющих планету (от простейших вирусов и клеточных до человека). Живое вещество характеризуется химическим составом, массой и энергией. Оно трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный кругооборот.

КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО - это не живое и не связанное с жизнью вещество. К косному веществу относятся глубинные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т.д. При контакте с живым веществом косное вещество постепенно превращается в биокосное.

БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО - вещество, имеющее минеральную основу, которая коренным образом преобразованы жизнедеятельностью организмов.

К биокосному веществу относится почвенный покров, плодородие которого обусловлено наличием органических веществ, а также воздух и вода. Вещества биокосного происхождения - это чаще всего трупы,отмершие части животных и растений, каменный уголь, нефть, торф, сланцы (в основном - горючие вещества, слабо реагирующие с остальными веществами).

Имеется и космическое вещество, которое поступает из открытого космоса, главным образом - в виде КОСМИЧЕСКОЙ ПЫЛИ, а также в виде МЕТЕОРИТОВ и в виде БОЛИДОВ. Космическое вещество легко усваивается биосферой.

Экосистема включает в себя следующие составные части:

• НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА - C, N, CO2, H2O и др. они находятся в непрерывном круговороте веществ в природе (косное вещество),

• ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - белки, углеводы, липиды и др. Эти органические вещества связывают между собой живое и косное вещество (биокосное вещество).

• ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - воздушная и водная среда, климатический режим и другие физические факторы (косное вещество).

• ПРОДУЦЕНТЫ - например, зеленые растения, которые могут производить пищу из простых органических веществ.

• КОНСУМЕНТЫ - микро- и макроконсументы - живые организмы, не относящиеся к продуцентам (живое вещество).

1.3. Законы В.И.Вернадского

ПЕРВЫЙ ЗАКОН: масса вещества, вовлекаемого в жизненные процессы, постепенно увеличивается в процессе эволюции биосферы.

ВТОРОЙ ЗАКОН: скорость оборачиваемости вещества увеличивается в процессе эволюции биосферы.

При изучении свойств и эволюции экосистемы применяют два подхода:

1. от общего к частному,

2. от частного к общему.

При первом подходе на первый план выступают общие, совокупные, так называемые ЭМЕРДЖЕТНЫЕ свойства системы. Подход к изучению экосистемы как к целому называется ХОЛИСТИЧЕСКИМ (холос - целый (греч.).

При втором подходе изучают элементы экосистемы с дальнейшим обобщением данных на всю экосистему в целом.

Такой подход называется МЕРОЛОГИЧЕСКИМ (мерос - часть (греч.)).

Каждая экосистема находится в непрерывном развитии, которое обозначают термином СУКЦЕССИЯ (от лат. сукцессио -преемственность, наследование).

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СУКЦЕССИЯ - это упорядоченный процесс развития сообщества животных, который не может происходить без изменения окружающей среды.

В этом упорядоченном процессе развития сообщество изменяет окружающую среду так, что в новых условиях постепенно вместо старых видов образуются другие популяции, другие виды.

Этот упорядоченный процесс развития на определенной стадии выходит на равновесное состояние. Имеется ввиду равновесие между живым веществом и биокосным и косным веществом. Это равновесие - зрелая стадия экологической системы.

В нормальных условиях в экологической системе Земли - биосфере имеет место УСТОЙЧИВОЕ РАВНОВЕСИЕ: жизнь создает необходимый для жизни состав земной атмосферы и морской воды. Но человек пытается нарушить это равновесие, изменяя состав атмосферы, воды и почвы. С одной стороны - из атмосферы все больше потребляется кислорода на нужды промышленности и транспорта. С другой стороны - человек сокращает площади лесных массивов. Загрязняя воды Мирового океана, он сокращает плантации морского фитопланктона, который как и растения на суше, поставляет кислород в атмосферу.

Общее содержание кислорода в атмосфере уменьшается. Одновременно увеличивается содержание углекислого газа.

За последние 80 лет производство электроэнергии увеличилось более, чем в 1000 раз. 80% ее вырабатывается на тепловых электростанциях путем сжигания топлива. Потребление нефти за этот период возросло в 43 раза, а газа - в 34 раза. По некоторым прогнозам к концу второго тысячелетия потребление всех видов энергоресурсов достигнет 25 млрд. тонн условного топлива.

2. ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ И ЦИРКУЛЯЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ веществ

2.1. Понятие простых и сложных пищевых цепей

Загрязнители окружающей среды перераспределяются в пространстве не только вследствие движения воздуха, воды и т.д., но и потому, что они попадают в пищу живым организмам. В этом случае их путь не может быть очень сложным. Например, небольшие количества ядов, применяемые на болотах для борьбы с комарами могут привести к гибели птиц, у которых эти концентрации увеличиваются в сотни и тысячи раз. Это происходит потому, что яд попал в пищевую цепь и переходит от одних организмов к другим, постепенно увеличивая свою концентрацию.

Простая пищевая цепь может состоять из двух звеньев: животные, получившие вредные вещества из окружающей среды и накопившие их в организме, идут в пищу другим животным, следовательно накопление вредных веществ в их организме будет возрастать.

Реально в природе существуют более сложные схемы пищевых цепей, которые являются многозвенными:

1 ЗВЕНО (поле, засеянное люцерной) - идет на корм телятам,

2 ЗВЕНО (продукция животноводства) - пища для людей,

3 ЗВЕНО (человек).

Следует иметь ввиду, что растения получают энергию от Солнца и трансформируют ее с помощью фотосинтеза.

Может существовать и пищевая цепь с уменьшенным количеством звеньев:

1 ЗВЕНО (поле, засеянное рисом) - пища для людей,

2 ЗВЕНО (человек).

Рассмотрим различные схемы многозвенных пищевых цепей.

ПЕРВАЯ СХЕМА:

1 ЗВЕНО (фитопланктон, преобразующий энергию Солнца фото-

синтезом),

2 ЗВЕНО (зоопланктон, потребляющий фитопланктон),

3 ЗВЕНО (рыбы, мелкие хищники, потребляющие зоопланктон),

4 ЗВЕНО (рыбы, большие хищники, потребляющие мелких),

5 ЗВЕНО (человек, потребляющий рыбу).

ВТОРАЯ СХЕМА:

1 ЗВЕНО (фитопланктон),

2 ЗВЕНО (зоопланктон),

3 ЗВЕНО (рыбы, потребляющие зоопланктон),

4 ЗВЕНО (рыбы, потребляющие рыб),

5 ЗВЕНО , которое заканчивает данную пищевую цепь, поскольку рыба

погибла, ее труп стал разлагаться, дал биогенные элементы

и стал началом новой пищевой цепи (смотри рисунок).

Все в природе может нормально существовать продолжительное время, если будет сохраняться баланс. Если образуется определенное количество органического вещества, то это же количество в течение какого-то времени должно разлагаться, использоваться.

В работе звеньев пищевых цепей, которые составляют ПИЩЕВУЮ СЕТЬ участвуют все живые организмы от бактерий до высших животных.

Растения, которые за счет солнечной энергии образуют органическое вещество, являющееся источником энергии для других, называются производителями энергии, или ПРОДУЦЕНТАМИ (производителями). Все остальные организмы, получающие энергию от Солнца, называются КОНСУМЕНТАМИ (консумо (греч.) - потребляю). Еще используется термин МИКРОФАГИ (мелкие пожиратели) и МАКРОФАГИ (крупные пожиратели). Таким образом, пищевую цепь можно представить еще следующим образом:

СОЛНЦЕ - ПЕРВИЧНЫЕ КОНСУМЕНТЫ - ВТОРИЧНЫЕ КОНСУМЕНТЫ и т.д.

2.2. Экологические пирамиды

Энергию, которую потребляют живые организмы можно представить в виде экологических пирамид по пищевым (ТРОФИЧЕСКИМ) уровням:

Характеристики

Список файлов лекций