Файл: Справочник (белкин).doc

17. Динамикой популяции называют процессы изменения её основных биологических показателей во времени. К ним относятся рост численности (рост популяции) или колебания численности особей в популяции. Причинами колебаний численности популяции могут быть различные биотические и абиотические факторы.

18. Экосистема – это совокупность популяций растений, животных и микробов, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой неопределённо долгое время. Экосистемой может быть любая совокупность организмов и среды их обитания, у которых отсутствуют некоторые признаки, требуемые для биогеоценозов. Поэтому понятие «экосистема» шире, чем понятие «биогеоценоз». Примеры экосистем: озеро, пустыня, муравейник, болото, аквариум, лес, тундра, океан, биосфера. Любая экосистема представляет собой открытую систему, которая обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

19. Биомами называются наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли (пустынным, травянистым, лесным).

20.Биогеоценозом называется исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды обитания вместе с занимаемым ими участком земной поверхности (биотопом), рис. 6.2. Границу биогеоценоза устанавливают по границе растительного сообщества (фитоценоза) – важнейшего компонента биогеоценоза.

21. Жизнь на Земле представлена несколькими основными экосистемами – наземными и водными. При классификации наземных экосистем используют признаки растительных сообществ, которые составляют их основу, а также климатические (зональные признаки). Важнейшими наземными экосистемами являются следующие:

– пустыни (тропические, умеренных широт и холодные;

– травянистые экосистемы (тропические или саванны, умеренных широт, полярные травянистые или арктические тундры);

– леса (влажные тропические, листопадные умеренных широт, северные хвойные).

22. Водные экосистемы существуют в мировом океане, континентальных стоячих водоёмах (озёра и болота), и в водотоках (реки, ручьи). К основным экосистемам мирового океана относят следующие:

– экосистемы континентального шельфа;

– эстуарии;

– коралловые рифы;

– открытый океан.

23. По мере своего развития человечество всё шире использовало природные ресурсы, разрушало сложившиеся экосистемы и создавало искусственные экосистемы (антропогенные), прежде всего, агробиоценозы, которые дают около 90 % пищевой энергии и занимают 10 % суши.

Существенным отличием агробиоценозов от природных экосистем является их низкая экологическая устойчивость. В естественной экосистеме первичная продукция растений проходит через различные цепи питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота. В агробиоценозе такой круговорот нарушен, поскольку большая часть продукции изымается человеком при сборе урожая. Без участия человека агробиоценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, агробиоценозы многолетних трав – 3 года, плодовых культур – 20 лет.

24. Другими искусственными экосистемами являются экосистемы городов и промышленных предприятий, где проживает более половины населения Земли. В промышленных странах доля городского населения доходит до 70 %. В экосистемах городов нарушено соотношение продуцентов, консументов и редуцентов. В город поступает энергия и ресурсы, необходимые для промышленности, транспорта и жизни его жителей. Город производит огромное количество ядовитых газов, токсичных отходов, загрязняющих окружающую среду, поэтому экологическое равновесие в городской экосистеме невозможно. Для снижения негативного влияния городских условий на жителей применяют непрерывное озеленение, очистку выбросов, уменьшение «шумового загрязнения».

25. Связь живых организмов между собой и неживой природой осуществляется поступлением пищи, воды, кислорода из окружающей среды. Вещество и энергия в экосистемах перераспределяются через пищевые цепи. Пищевой или трофической цепью называется последовательность организмов, в которой каждый последующий питается предыдущим или разлагает его. Первый трофический уровень (первое звено) занимают продуценты. Организмы второго уровня называют первичными консументами, это травоядные животные. Вторичные консументы – это хищники (плотоядные) первого, второго или третьего порядка, занимающие третий уровень и выше. Обычно в цепи четыре или пять уровней, редко шесть. Примеры трофических цепей:

– куст розы – тля – божья коровка – паук – насекомоядная птица – хищная птица;

– водоросли – моллюски – рыба – выдра;

– клевер – шмель – мышь – лисица – аскарида;

– овца – муха-кровососка – паразитический жгутиконосец – вирусы – бактерии.

26. Группы организмов занимают различное положение по отношению к источнику солнечной энергии, поступающей в систему, рис. 6.3. В таком случае говорят, что они находятся на различных трофических уровнях.

27. Продуцентами в биотической структуре экосистем называют организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии, т. е. автотрофы. К ним относятся зелёные растения на суше, фитопланктон, некоторые водоросли.

28. Консументами в биотической структуре экосистем называют организмы, нуждающиеся в готовой органической пище, т. е. гетеротрофы. Ими являются все животные и некоторые растения.

29. Редуценты (иначе, деструкторы) в биотической структуре экосистем – это организмы, использующие в качестве пищи органическое вещество и подвергающие его минерализации, т. е. разложению на относительно простые соединения. К их представителям относятся многие виды бактерий и грибов. Роль бактерий характеризуется тем, что они:

– играют важную роль в плодородии почвы;

– позволяют получать многие полезные органические соединения;

– принимают участие в биологической очистке воды.

30. Перенос энергии с одного трофического уровня на другой никогда не бывает полным. Часть энергии теряется в процессе переработки пищи, часть вообще не усваивается организмом и выводится из него с экскрементами, а затем разлагается редуцентами. Часть энергии расходуется в виде тепла в процессе дыхания, передвижения животных или совершения ими какой-либо работы. Эти потери выражаются законом пирамиды энергий или правилом 10 % (Р. Линдеман): «С одного трофического уровня на другой переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень».

31. Правило экологической пирамиды отражает потери энергии и вещества при их передаче в трофических цепях. Явление уменьшения энергии при переходе на следующий трофический уровень изображают графически. Получаемая схема называется экологической пирамидой. Различают пирамиду численности, (особей), пирамиду биомассы и пирамиду энергии.

Пирамида численности показывает количество особей на каждом трофическом уровне. Например, для луга, поросшего злаками: на первом уровне 5 842 424 растения, на втором 708 624 травоядных, на третьем 354 904 беспозвоночных плотоядных, на четвёртом 6 позвоночных плотоядных. Пирамида биомасс указывает суммарную массу организмов на каждом уровне, а пирамида энергий – количество энергии, прошедшей через определённый трофический уровень. Такие пирамиды позволяют сравнивать различные биоценозы и выявлять относительную значимость популяций в пределах одного сообщества.

6.2. Биосфера

1. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу, верхнюю часть литосферы. Наиболее насыщена живыми существами водная среда. В биосфере постоянно происходит круговорот веществ и превращение энергии, главную роль в которых играют живые организмы.

2. Вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому составу, его разделяют на следующие категории (В. И. Вернадский):

– живое вещество как совокупность всех живых организмов, их характерной чертой Вернадский считал биогенез;

– косное вещество – атмосфера, газы, горные породы и прочее неживое;

– биогенное – вещество, переходящее из живого в косное и обратно;

– биокосное вещество – сложные закономерные косно-живые структуры (почва, поверхностные воды, сама биосфера).

3. С точки зрения синергетики эволюция биосферы прошла три фундаментальные точки бифуркации:

– появление живого из неживого (первая);

– появление Разума (вторая);

– зарождение техногенной цивилизации (третья).

4. Главным фактором эволюции биосферы является энергия.

5. Геохимическими функциями живого вещества являются энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная, деструктивная, транспортная, средообразующая,. рассеивающая.

6. Энергетическая функция живого вещества заключается в том, что живое вещество является энергетическим посредником между Солнцем и Землёй.

7. Газовая функция живого вещества в биосфере обусловлена способностью организмов поглощать и выделять кислород, накапливать углекислый газ.

8. Окислительно-восстановительная функция живого вещества биосферы проявляется в фотосинтезе и дыхании, в частности в выделении кислорода при фотосинтезе.

9. Концентрационная функция проявляется в способности организмов накапливать вещество. Например, накопление кремния хвощами и осоками.

10. Деструктивная функция осуществляется редуцентами, подвергающими органическое вещество минерализации.

10. Закон биогенной миграции атомов (В. И. Вернадский): миграция химических элементов в биосфере и всех экосистемах осуществляется при непосредственном участии живого вещества, либо протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом настоящего или прошлого.