ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 901
Скачиваний: 1
6
3.
Экология : учебное пособие для вузов / под ред. В. В.
Денисова – изд. 3-е, испр. и доп. − М. : МАРТ, 2006. – 768 с.
4.
Экология и безопасность жизнедеятельности / под ред.
Л. А. Муравья. − М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 447 с.
7
Тема № 2. Экологические системы. Потоки веще-
ства и энергии
Вопросы:
1.
Вещество биосферы.
2.
Уровни организации живой материи.
3.
Функции живого вещества в биосфере.
4.
Биологический вид и популяция.
5.
Основные характеристики популяций.
6.
Биоценоз. Важнейшие особенности биоценозов. Струк-
тура биоценоза. Отношения организмов в биоценозе.
7.
Понятие экологической системы. Структура экосистем и
их классификация.
8.
Принципы функционирования экосистем.
9.
Типы питания.
10.
Динамические процессы в экологических системах. Го-
меостаз биогеоценозов.
11.
Сукцессия.
Цель:
формирование представлений об основных понятиях
науки Экологии: вид, популяция, экосистема.
1. Вещество биосферы
Всю совокупность организмов на планете В.И. Вернадский
назвал живым веществом, рассматривая в качестве его основных ха-
рактеристик суммарную массу, химический состав и энергию. В со-
став биосферы, кроме живого вещества (растительного, животного и
микроорганизмов), входят биогенное вещество (продукты жизнеде-
ятельности живых организмов – каменный уголь, битумы, нефть),
биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и
осадочных пород живыми организмами – почвы, кора выветрива-
ния, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности
на Земле живого вещества) и, наконец, косное вещество – совокуп-
ность тех веществ в биосфере, в образовании которых, как считает-
ся, живые организмы не участвуют (горные пород магматического,
неорганического происхождения, вода, космическая пыль, метеори-
ты).
2. Уровни организации живой материи
Окружающий нас мир живых организмов биосферы представ-
ляет собой сочетание различных биологических систем разной
структурной упорядоченности и разного организационного положе-
8
ния. В связи с этим выделяют разные уровни существования живого
вещества – от крупных молекул до растений и животных различных
организаций: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, орга-
низменный, популяционно-видовой, биоценоз и биогеоценоз (эко-
система), биосферный.
3. Функции живого вещества в биосфере
Различают пять основных функций живого вещества в мас-
штабах планеты Земля: энергетическая, газовая, концентрационная,
окислительно-восстановительная, деструкционная.
4. Биологический вид и популяция
Вид – совокупность особей, способных к скрещиванию и об-
разованию плодовитого потомства, населяющих определенный аре-
ал (область географического распространения), обладающих рядом
общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотноше-
ний 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).
По определению академика С.С. Шварца, популяция – это
элементарная группировка организмов определенного вида, обла-
дающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей
численности необозримо длительное время в постоянно изменяю-
щихся условиях среды.
5. Основные характеристики популяций
Статические показатели:
Численность – общее количество особей на выделяемой тер-
ритории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда
не бывает постоянным, он зависит от соотношения интенсивности
размножения (плодовитости) и смертности.
Плотность популяции – среднее число особей (или биомассы)
на единицу площади или площади или объема занимаемого популя-
цией пространства. Плотность популяции также изменчива, она за-
висит от численности. В случае возрастания последней плотность
популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно рас-
селение ее, т.е. расширение ареала.
Динамические показатели популяции включают рождаемость,
смертность, прирост и темп роста популяции.
Рождаемость (плодовитость) – число новых особей, появив-
шихся за единицу времени в результате размножения.
9
Смертность популяции – число погибших в популяции особей
в определенный отрезок времени.
Прирост популяции – разница между рождаемостью и смерт-
ностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрица-
тельным.
Темп роста популяции – средний прирост за ее единицу вре-
мени.
6. Биоценоз. Важнейшие особенности биоценозов. Струк-
тура биоценоза. Отношения организмов в биоценозе
Биоценоз ( от греч. bios – жизнь, koinos – общий) – организо-
ванная группа взаимосвязанных популяций растений, животных,
грибов и микроорганизмов, живущих в практически одних и тех же
условиях.
Компоненты биоценоза: фитоценоз – растительность, зооце-
ноз – животный мир, микробоценоз – микроорганизмы.
Важнейшими особенностями систем, относящихся к надорга-
низменному уровню организации жизни, по В. Тишлеру (1971), яв-
ляются следующие.
1.
Сообщества всегда возникают, складываются из готовых
частей (представителей различных видов или целых комплексов ви-
дов), имеющихся в окружающей среде.
2.
Части сообщества заменяемы.
3.
Сообщества существуют главным образом за счет урав-
новешивания противоположно направленных сил.
4.
Сообщества основаны на количественной регуляции
численности одних видов другими.
5.
Предельные размеры организма ограничены его внут-
ренней, наследственной программой.
Сообщества часто имеют расплывчатые границы, иногда
неуловимо переходя одно в другое.
Согласно классификации В.Н. Беклемишева (1951 г.), прямые
и косвенные межвидовые отношения подразделяются на четыре ти-
па:
1.
трофические связи возникают в том случае, когда один
вид питается другим;
2.
топические связи отражают любое (физическое или хи-
мическое) изменение условий обитания одного вида вследствие
жизнедеятельности другого;
3.
форические связи проявляются в том, что один вид
участвует в распространении другого;
фабрические связи относятся к такому типу биоценотических
отношений, в которые вступает вид, использующий для своих со-
оружений (фабрикаций) продукты выделения, либо мертвые остат-
10
ки, либо даже живых особей другого вида.
7. Понятие экологической системы. Структура экосистем и
их классификация
Экосистема – это совокупность организмов и неорганических
компонентов окружающей их среды, в которой может осуществ-
ляться круговорот веществ. Термин предложен в 1935 году англий-
ским экологом А. Тенсли.
С биологической точки зрения, в составе экосистемы выделя-
ют следующие компоненты:
1.
неорганические вещества (C, N, CO
2
, H
2
O и др.);
2.
органические соединения (белки, углеводы, липиды, гу-
мусовые вещества и т.д.), связывающие биотическую и абиотиче-
скую части;
3.
воздушную, водную и субстратную среду, включающую
климатический режим и другие физические факторы;
4.
продуцентов;
5.
консументов;
6.
редуцентов.
8. Принципы функционирования экосистем
Первый (основной) принцип функционирования экосистем:
получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках
круговорота всех элементов.
Второй основной принцип функционирования экосистем: они
существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной
солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и
избыточно.
Третий основной принцип функционирования экосистем: чем
больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею
трофический уровень, или иначе: на конце длинных пищевых цепей
не может быть большой биомассы.
9. Типы питания
Питанием называется процесс потребления энергии и веще-
ства.
Автотрофами (от греч. autos – сам, trof – кормиться, питаться)
называют организмы, берущие нужные им для жизни химические
элементы из окружающей их костной материи и не требующие для
построения своего тела готовых органических соединений другого
организма. Основной источник энергии, используемый автотрофа-
ми, – Солнце.