ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 4619
Скачиваний: 1
31
в)
перемена в средообразующих компонентах или их сочетаниях,
которая
не
может
быть
компенсирована
в
ходе
природных
восстановительных процессов;
г)
факторы, оказывающие как непосредственное, так и косвенное
влияние на организмы;
д)
взаимосвязи между видами, при которых организмы одного вида
живут за счет питательных веществ других видов.
13.
Выберите правильный ответ.
Кривая толерантности характеризует:
а)
скорость того или иного процесса в зависимости от одного из
факторов внешней среды;
б)
обратимые изменения экосистем;
в)
способность выдерживать резкие колебания абиотической среды;
г)
способность организмов и биотических сообществ выносить
относительно большие концентрации вредных веществ;
д)
резкое убыстрение роста и созревания особей, а также
увеличение их размеров.
14.
Выберите правильный ответ.
Способность организмов выдерживать изменения условий жизни
называется:
а)
толерантностью;
б)
адаптацией;
в)
фотосинтезом;
г)
конвергенцией;
д)
морфологической адаптацией.
15.
Выберите правильный ответ.
Организм, способный жить при различных условиях среды, – это:
а)
эврибионт;
б)
стенобионт;
в)
эвритерм;
г)
стенофаг.
32
2.2 Тема Экологические системы. Потоки вещества и энергии
2.2.1 Теоретические аспекты темы
1.
Биологический вид и популяция. Основные характеристики
популяций.
2.
Динамика популяций.
3.
Биоценоз. Важнейшие особенности биоценозов. Структура
биоценоза. Отношения организмов в биоценозе. Биотоп. Экологическая
ниша.
4.
Понятие экологической системы. Структура экосистем и их
классификация.
5.
Принципы
функционирования
экосистем.
Основные
характеристики экологических систем.
6.
Типы питания. Трофические цепи. Передача биомассы и энергии
по трофическим цепям. Экологические пирамиды.
7.
Динамические процессы в экологических системах. Гомеостаз
биогеоценозов.
8.
Механизмы регулирования равновесия в экологических системах.
Роль устойчивости экосистем.
9.
Сукцессия. Первичная и вторичная сукцессия. Основные
закономерности сукцессионного развития экосистем.
10.
Искусственные экосистемы.
1 Биологический вид и популяция. Основные характеристики
популяций
Вид – совокупность особей, способных к скрещиванию и образованию
плодовитого потомства, населяющих определенный ареал (область
географического
распространения),
обладающих
рядом
общих
морфофизиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической
и биотической средой, отделенных от других таких же групп особей
практически полным отсутствием гибридных (гибрид – потомство, не
способное к дальнейшему размножению, например, мул – результат
скрещивания лошади с ослом).
Любой вид приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям
существования и утверждает себя во внешней, часто неблагоприятной среде
не индивидуально и даже не как простая сумма особей, а в форме
определенных и своеобразных группировок организмов – популяций.
По определению академика С. С. Шварца, популяция – это
элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая
всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности
необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
33
Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают
рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно
взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей –
статические и динамические.
Состояние популяции на данный момент времени характеризуют
статические показатели – численность и плотность.
Численность – общее количество особей на выделяемой территории
или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает
постоянным, он зависит от соотношения интенсивности рождаемости и
смертности.
Плотность популяции – среднее число особей (или биомассы) на
единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства.
Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности. В
случае возрастания последней плотность популяции не увеличивается лишь в
том случае, если возможно расселение ее, т.е. расширение ареала.
Динамические показатели популяции включают рождаемость,
смертность, прирост и темп роста популяции.
Рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в
результате
размножения.
Живые
организмы
обладают
огромной
способностью к размножению. Она характеризуется биологическим
потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном
размножении
(возможном
только
теоретически
при
идеальных
экологических условиях существования) особи определенного вида могут
покрыть земной шар равномерным слоем. Для слонов он составляет 0,3 м/с, а
для некоторых микроорганизмов – сотни метров в секунду. Один одуванчик
менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земную
поверхность, если все семена прорастут. На практике такая громадная
плодовитость никогда не реализуется.
Смертность – число погибших в популяции особей в определенный
отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в
зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции;
смертность выражается в процентах к начальной или чаще к средней
величине ее.
Прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью.
Прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.
Темп роста популяции – средний прирост за единицу времени.
Любой популяции присуща определенная организация. Распределение
особей по территории, соотношение групп особей по полу, возрасту,
морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим
особенностям
отражают
соответствующую
структуру
популяции:
возрастную, половую, пространственную.
Возрастная структура популяции представляет собой соотношение
разных возрастных групп, определяется особенностями жизненного цикла
вида и внешними условиями. Здесь выделяется три экологические группы:
34
предрепродуктивную (группа особей, возраст которых не достиг способности
к воспроизведению), репродуктивную (группа, способная воспроизводить
новые особи), пострепродуктивную (особи, которые по ряду причин
утратили способность участвовать в воспроизведении новых поколений).
Имеются виды с очень простой возрастной структурой популяций,
которые состоят практически из представителей одного возраста (растения,
но в случае заморозков массовая гибель особей). В популяции со сложной
возрастной структурой представлены все возрастные группы, но
экстремальные внешние условия.
Половые группировки внутри популяций формируются на базе
различной морфологии (формы и строения тела) и экологии различных
полов. Отличие самцов от самок затрагивает не только строение и функцию
половой системы, но и морфологию в целом (рога у самцов и отсутствие их у
самок; крылатые самцы и бескрылые самки у некоторых насекомых; яркое
оперение самцов и скромное у самок и т.д.). Часто встречается различие
самцов и самок по характеру и виду пищи. Так, у многих комариных самцы
питаются нектаром или соком растений, а самки – кровью жертв.
Пространственная структура популяций – пространство, которое
занимает популяция, дает ей необходимые для жизни условия. Однако
каждая конкретная территория способна прокормить лишь определенное
число особей. При этом степень использования доступных природных
ресурсов влияет не только общая численность популяции, но и размещение
особей в пространстве. В природе редко встречается равномерное
распределение
особей
на
занимаемой
территории,
чаще
особи
распределяются неравномерно. При этом существуют два крайних варианта
неравномерного размещения членов популяции:
четко выраженная мозаичность с незанятым пространством
между отдельными скоплениями особей (например, гнездовья грачей в
рощах или парках);
распределение случайного, диффузного типа, когда члены
популяции более или менее независимы друг от друга и обитают в
относительно однородной для них среде (например, размещение мучных
хрущаков в муке).
2 Динамика популяций
Динамика популяций – это процессы изменения ее основных
биологических показателей во времени. При этом особенное значение в
изучении динамики популяции придается изменениям численности особей,
биомассы и популяционной структуры.
Любая популяция способна (теоретически) к неограниченному росту
численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды абиотического
(прежде всего климат) и биотического (конкуренция, хищники, паразиты,
35
болезни) происхождения. В таком случае скорость роста популяции будет
определяться величиной биотического и репродуктивного потенциала. Эта
динамика описывается уравнением А. Лотки:
????????
????????
= ???? ∙ ????
, (2.1)
где
N
– численность особей;
t
– время;
r
– биотический потенциал.
График этой функции есть экспонента (кривая 1, рисунок 2.1)
Рисунок 2.1 – Кривые роста популяции
Значение биотического потенциала чрезвычайно различно у разных
видов. Так, самка косули способна произвести за жизнь 10 – 15 козлят, а
луна-рыба откладывает до 3 млрд. икринок.
В природе рост численности популяций любого вида никогда не бывает
бесконечным, поскольку ресурсы, за счет которых существуют виды, на
любой территории имеют пределы. Эти пределы называют емкостью среды
для конкретных популяций. Например, еловый лес – более емкая среда для
белок, нежели смешанный с березами, поскольку основная пища этих
зверьков – семена шишек.
Модель динамики численности популяции при ограниченных ресурсах
предложили Р. Пирл и А. Ферхюльст:
????????
????????
= ???? ∙ (
????−????
????
)
(2.2)