Роль человека в изменении биологического разнообразия. Антропогенные воздействия на компоненты биосферы

К сожалению, примеров бессмысленного уничтожения  и островных экосистем, и представителей их органического мира можно привести множество. За каких-нибудь несколько тысячелетий развития земледелия и столетий развития промышленности человек внес заметные изменения в создававшиеся природой на протяжении миллионов лет биологические ценности Земли.

Биогенное острова на атоллах имеют обычно небольшой возраст, малую площадь, однообразные условия и ограниченный набор сообществ с очень малым числом видов, которые широко распространены и легко преодолевают пространства океана. Вулканические острова более разнообразны: они имеют горный рельеф, включают также биогенные образования - коралловые рифы, площадь их в среднем больше.  Геосинклинальные острова еще более крупные, обладающие сложным генезисом (включая элементы двух первых Типов). Они развиваются под Воздействием вертикальных движений Земной коры и вулканизма, образуют цепочки в составе островных дуг.   Вдоль островных дуг расселение организмов облегчается благодаря сближенности отдельных участков суши. Расселяющийся вид «перескакивает», «шагает» по цепочке островов, как по камешкам.

С увеличением площади  острова разнообразие флоры и  фауны увеличивается, а с возрастанием удаленности от материка уменьшается, объясняется это равновесием  между скоростью иммиграции и  скоростью вымирания. Интенсивность иммиграции должна уменьшаться с увеличением расстояния. Интенсивность вымирания островных популяций должна уменьшаться с увеличением площади острова. Нередко большая часть видов острова представлена узкими эндемиками или резко отличается от видов других островов одной области. Существует сравнительно небольшой набор видов или родов растений и животных, очень широко представленных на многих, часто удаленных друг от друга островах. Островные экосистемы часто гибнут или неузнаваемо изменяются из-за хрупкости их сообществ Громадное научное, просветительное и культурное значение островных ценозов требует охраны их живой природы. Эта проблема частично решается путем создания на многих островах заповедников, охраняющих их своеобразный органический мир. 

2 – Географические  закономерности проявления различных  форм природной и антропогенной  динамики биоты и экосистем.

Географические закономерности появления  различных форм природной и антропогенной  динамики биоты и экосистем.

Географические закономерности изменения  биоразнообразия наиболее полно реализуются картографическими методами. Традиционно картографический метод используется при флористических и фаунистических работах по оценке биоразнообразия. Оценка ведется по разным показателям и индексам видового богатства. Одной из первых в этом плане следует отметить карты Е.В. Вульфа (1934) по оценке богатства флоры различных территории земного шара. Темпы, формы и направленность дифференциации биоты определяются важнейшими факторами, среди которых выделяются географические, действующие прямо или опосредованно, через экологические процессы. Их действие проявляется через изменение физических и химических свойств биосферы, на которые биота вынуждена реагировать. Таковы и изменения концентрации солей в Мировом океане, региональные и локальные явления опреснения морских вод, динамика СО₂ и озона в атмосфере, потепления и похолодания ландшафтной сферы, оледенения, дрейф континентов и т.д. Именно эти явления определяют мега уровень дифференциации биот во времени и пространстве, включая действие факторов мега эволюции живых организмов и их вымирание. Географические процессы определяют динамику биоразнообразия и опосредованно, через экологию не только сообществ, но также видов и популяций; особенно это касается регуляции структуры сообществ климатическими и почвенными факторами. Столь же эффективно, хотя и опосредованно, действуют географические факторы на эволюцию видов и популяций, определяя пространства возможностей и темпы дрейфа генов, регулируя возникновение географических популяций и пути их дальнейшей эволюции. Многие антропогенные факторы изменения биот, за исключением экотоксикологического и прямого воздействия на виды, можно рассматривать как опосредованно географические, поскольку механизм их действия проявляется или в устранении географических преград для расселения, или в обеднении ландшафтного разнообразия среды, что лишает многие виды их местообитаний. Географические механизмы динамики мирового разнообразия были выявлены на примере фауны шельфовых морей Мирового океана. Установленная связь размеров ареала таксона с его возрастом послужила основой для количественных сопоставлений разнообразия во времени на базе теории островной биогеографии 1973 г. Дж. Валентин и в 1982 г. Т. Шопф установили зависимость разнообразия от размеров ареала: большая площадь ареала способствует длительности жизни популяций, сокращая риск их исчезновения в критические периоды, увеличивает способы адаптации в дифференцированной среде, в разнообразных сообществах. Т.О. рассмотрении географических аспектов биоразнообразия наряду с современным его состоянием важно учитывать изменение биоразнообразия во времени. Географические аспекты глобальной исследовательской программы "Биологическое разнообразие" составляют ее сущестенную часть.

III вариант 
1 – Биогеография Мирового океана. Проблемы сохранения биоразнообразия морей и океанов.

Биогегр-я МО. Проблемы сохр-я биораз-я морей и океанов.

Более двух третей поверхности нашей  планеты занято океанами и морями.

Водные экосистемы по самым общим закономерностям потока веществ и энергии, по типам функционирования обнаруживают много сходства с наземными. Внутри морского сообщества выделяют три группы организмов: свободно парящие в толще воды и пассивно передвигающиеся с течением мелкие организмы - планктон; сосредоточенные у пленки поверхностного натяжения и в пене мелкие организмы - нейстон; активно плавающие более крупные представители - нектон. Планктон и нейстон состоят из одноклеточных водорослей, бактерий, мелких ракообразных, личинок беспозвоночных и рыб; нектон состоит из мелких и средних рыб, кальмаров, морских млекопитающих и_др.

Планктон подразделяют на фитопланктон, объединяющий фотоавтотрофов (фотосинтезирующие, обычно одноклеточные водоросли - диатомовые, зеленые и др.), бактериопланктон (одноклеточные гетеротрофы), зоопланктон (многоклеточные ге-теротрофы, преимущественно мелкие ракообразные). Жизнь в океане конц-ся в зоне апвелинга -  в местах подъема глубинных вод на поверхность. Постоянный апвеллинг проявляется у берегов Калифорнии, Перу, Северо-Западной и Юго-Западной Африки. Область апвеллинга есть также у берегов Тринидада и в Мексиканском заливе. Перемешивание вод наблюдается во многих участках шельфа.

Коралловые рифы и атоллы, расположенные  среди бедных тропических вод, выглядят оазисами разнообразной жизни. Большая часть многокилометровой зоны океана почти лишена жизни, и только у дна опять появляется относительно большое число организмов-гетеротрофов, существующих за счет «дождя трупов» и растворенного органического вещества. Донное сообщество называют бентосом. Особенно богаты бентосные сообщества мелководий и шельфа, где в их состав включаются крупные бурые и другие водоросли. Экологическая и биофилотическая региональность в океанах и морях существенно отличается от таковой на суше. Многие черты распространения бентосных и пелагиальных организмов оказываются весьма различными. Однако существуют и некоторые общие закономерности распределения водных океанических организмов, главным образом животных.

Тропическая полоса океанов и морей подразделяется на два крупных региона - Индо-Полинезийскую и Тропико-Атлантическую области. Первая охватывает Индийский океан с Красным.морем и тропики Тихого океана. Для нее характерны дюгони из монотипического семейства отряда сирен, некоторые виды трубконосых, фрегатов и фаэтонов  из веслоногих. Для Индо-Полинезии характерно также семейство морских змей Наиболее обычен кольчатый плоскохвост, который держится в прибрежных водах. В открытом океане встречаются представители рода ластохвостов. В пелагиали от Африки до Америки распространена двуцветная пеламида.

Индо-Полинезийская область необычайно богата рыбами, включая разнозубых акул многочисленны ркообразные, моллюски из рода наутилусов. Тропико-Атлантическая область в общем беднее предыдущей, но имеет ряд характерных групп рыб, моллюсков, ракообразных, млекопитающих. По составу прибрежных организмов к этой области относят и пацифическое побережье Южной Америки, омываемое холодным Гумбольдтовым течением. Для тропических вод Атлантики характерны ламантины из отряда сирен Из хрящевых рыб гиганта-манту (Manta), или рогатого ската. В ка-рибских водах водятся мечехвосты, но другого вида, нежели в Индо-Полинезии. Для всех тропических вод характерны тунцы, летучие рыбы, разнообразные акулы, кашалоты из китообразных. Арктическая, или Циркумбореальная, область занимает приполярные акватории, большую часть года покрытые льдами. Здесь водятся моржи, некоторые другие характерные ластоногие, нарвал, дельфин-белуха. Среди прибрежных рыб характерны сайка, навага, среди пелагических – мойвы. Многочисленны рачки-калянусы. Южнее расположена Борёальная область. Бореальные воды богаты промысловыми видами рыб - это сельди, треска, палтусы, камбалы нескольких видов. Японское море на востоке и Средиземное на западе - характеризуются наиболее богатой флорой и фауной. Антарктическая область охватывает крайний юг Мирового океана. Для нее чрезвычайно характерны разнообразные пингвины. В темных придонных глубинах обитает морские лилии, ежи и звезды, офиуры, крабы, креветки, особенно характерны кремневые губки.

 
2 – Основные  концепции островной биогеографии и ее подходы при решении проблем охраны природы.

Основные концепции островной  биогеографии и ее подходы при решение проблем охраны природы.

Островная биогеография изучает  различные проявления «островного» существования. Это острова, высокогорья, озера, участки естественных геосистем в окружении антропогенных ландшафтов.

Принципы и подходы  связаны с закономерностями формирования биоразнообразия: 1. острова как перспективные местообитания для освоения различными видами. Ограничителями становятся размеры о-вов. (Дадлингтон на примере Антильских о-вов показал зависимость числа видов от площади о-ва. Линейная связь, что наблюдается на площадках разной площади. Для сохранения вида требуется определенная площадь. Для качующих видов площадь в млн га. 2.проверка и расширительное толкование теории равновесия: а) заселение о-ва новыми для него видами и вымирание уже поселившихся постепенно приходит в динамическое равновесие. б) чем богаче исходная фауна и флора, тем больше в ней редких видов и тем интенсивнее идеи вымирание их при внешнем воздействии. в) чем дальше о-в от источника, тем медленнее идет насыщение его мигрантами. г) ни один о-в не имеет того числа видов, которое он имел бы, если бы был частью материка. 3. анализ связи между процессами заселения о-ва из вне и эволюции видов на нем: а) заселение о-вов служит своеобразным «ситом», отбирающим виды с определенными способностями к переносу на дальние расстояния (плодовитость, жизнестойкость семян, стойкость к соленой воде, летучесть и т.д.) б) в последнее время на миграцию биоты на о-ва оказывает влияние человек, создавший кризисные экологические ситуации на ряде о-вов (Нов. Зеландия). в) о-ва демонстрируют высокие скорости эволюции организмов. Показателем интенсивности этого процесса служит доля эндемиков. За счет дрейфа генов и изоляции мигранты создали специфические внутривидовые формы, а затем новые виды.

Островная биогеография привносит  возможность дифференцированного  подхода к решению проблем. Можно рассчитать необходимые для сохранения биоты региона площади территорий; определить необх для сохранения отд популяций территорий; спрогнозировать процессы вымирания непреднамеренной интродукции. Островная биогеогафия помежет в разработке практических рекомендаций для поддержания ест биол разнообразия на охраняемых территориях, помогает обосновать покровительственные формы необходимые для охраны. Обосновываются формы и методы по миграции и акклиматизации; выбираются режимы управления динамикой биоты; разрабатываются предложения по снижению островного эффекта и созданию оптимальной сети ОПТ. Островная биогеография изучает различные проявления «островного» существования. Это острова, высокогорья, озера, участки естественных геосистем в окружении антропогенных ландшафтов. Островные геосистемы дают идеальную возможность для изучения структуры сообществ и роли различных географических факторов в формировании биоты и эволюции организмов в условиях изоляции или частичного ограничения генетического обмена.

Правила: 1.правило островного измельчения. Особи, живущие на островах меньше материковых. (есть исключения – на о. Кодьяк (Аляска) самые крупные бурые медведи). 2.Правило связи числа видов с площадью острова. Чем крупнее острова, тем больше кол-во видов. 3.Правило скорости эволюции. На острове быстрее, тем быстрее, чем больше ландшафтное разнообразие острова.

Правило замещения (Алехина) экологических условий. Любые условия  среды в некоторой степени  могут замещаться другими. Например, средообразующая деятельность биоты может замещать деятельность климата.

По сложности ландшафтной  и экологической структуры территории выделяют следующие генетические типы островов: 1) биогенные (коралловые); 2) вулканические; 3) геосинклинальные (крупные элементы островных дуг); 4) материковые (лежащие на материковом шельфе).Биогенное острова на атоллах имеют обычно небольшой возраст (3-4 тыс: лет), малую площадь, однообразные условия и ограниченный набор сообществ с очень малым числом видов, которые широко распространены и легко преодолевают пространства океана. Вулканические острова более разнообразны: они имеют горный рельеф, включают также биогенные образования - коралловые рифы, площадь их в среднем больше. Возраст вулканических островов в среднем составляет несколько миллионов лет, а самых древних - достигает 10 млн лет и более. (например, остров Лорд-Хау). Геосинклинальные острова еще более крупные, обладающие сложным генезисом. Они развиваются под Воздействием вертикальных движений Земной коры и вулканизма, образуют цепочки в составе островных дуг, в которых они представляют собой самые крупные, древние и разнообразные по ландшафтной структуре образования. В частности, геосинклинальные острова включают в себя равнинные и горные территории.  Нередко большая часть видов острова представлена узкими эндемиками или резко отличается от видов других островов одной области. Существует сравнительно небольшой набор видов или родов растений и животных, очень широко представленных на многих, часто удаленных друг от друга островах.Островные экосистемы часто гибнут или неузнаваемо изменяются из-за хрупкости их сообществ. Громадное научное, просветительное и культурное значение островных ценозов требует охраны их живой природы. Эта проблема частично решается путем создания на многих островах заповедников, охраняющих их своеобразный органический мир.

 
IV вариант 
1 – Биогеография озер, рек, дельт.

Биогеография озер, рек, дельт.

Насел-е рек хар-ся б-м вид-м разнообр-ем, что опред-ся наличием разнообр-х биотопов. Среди экологич-х группировок в реках развиты планктон, бентос и никтон, а нейстон и плейстон почти полн-ю  отсут-ют. Разв-е планктона зависит от климат-х усл-й и скорости теч-я , поэтому с продвиж-м к устьям рек и в южном широт-м направ-и планктон станов-ся богаче, особ-но в придаточ-х водоемах, где скорость теч-я ниже, сильнее прогрев и б-е биоген-х эл-тов. В эстуариях реч-е усл-я переплетены с морскими, поэтому здесь много эвригалинных форм планктона и бентоса. В эстуар-х биоген-й круговорот в-в и энергии значит-но ускор-ся из-за б-го разнообр-я живых орг-ов всех трофич-х ур-й. Среди реч-х БЦ выдел-т сообщ-ва: а) перекатов на уч-ках с более быстрым теч-м; б) плесов – с замедл-м теч-м. На перекатах посел-ся орг-мы, способ-е прикреп-ся к субстрату (нитчатые водоросли) или хорошие пловцы (судак). На плесах сообщ-ва напомин-т пруды, причем в прибреж-х зонах встреч-ся достат-но богатая растит-ть – прикреп-е и укоренивш-ся формы. Распред-е бентоса в реках зависит не только от теч-й, но и от хар-ра грунтов. Ихтиофауна рек представ-на 3-мя экологич-ми гр: а) формы пост-но обит-е в реках (лещ, судак, щука, стерлядь); б) проход-е – нерестятся в реках, ост-ю часть жизни проводят в море (лососевые, сельди); в) полупроход-е, живущие в опресненных уч-ках морей, нерестящ-ся в низовьях рек и в водоемах дельты (вобла, сазан).Для Европейских рек выделяется несколько зон по длине:А) в верховьях – форели; Б) ниже по течению: хариуса; В) еще ниже: плотва; Г) в самом нижнем: лещ.

 
2 – Сохранение  компонентов биосферы. Охрана, воспроизводство  и реаккли¬матизация животных. Деятельность МСОП и др. организаций в создании международной «Красной Книги».

Сохранение компонентов биосферы. Охрана, воспроизводство и реакклиматизация животных.

Охрана природы — это комплексная система мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природных систем и ресурсов Земли в интересах существующих и будущих поколений людей. Главная цель рационального использования природных ресурсов — сбережение видового разнообразия (генофонда) флоры и фауны планеты, ее недр, водных ресурсов, атмосферного воздуха, естественных экосистем, т. е. сохранение природных условий развития человеческого общества. Система охраны природы действует на основе международного, государственного и местного законодательства. Процесс обеднения флоры и фауны наиболее заметен при изучении сравнительно небольших территорий. Для реализации этой цели разработана система природоохранных мероприятий, среди которых важнейшими являются следующие:1. разработка системы длительного наблюдения — мониторинга (в том числе и биомониторинга), — позволяющей осуществлять контроль за состоянием параметров окружающей среды, судить о степени ее ухудшения, источниках загрязнения, а также делить прогнозы о дальнейших тенденциях развития и функционирования экосистем; 2- создание охраняемых территорий (заповедников, заказников, резерватов, национальных парков); 3.принятие законов, обеспечивающих правовую основу природоохранных мероприятий; 4.разработка методов разведения редких и исчезающих видов растений и животных и их переселение (интродукция) на охраняемые территории или новые места обитания;