Шпаргалка по "Экологии"

9. Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора гласит, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Закон был установлен в 1905 г. английским ученым Блеккером. Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающим могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности. Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) - зимняя температура и т.д.Этот закон учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Ю. Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве содержится лишь 20% от необходимой нор-ми, а кальция - 50%, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо, в первую очередь, внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения

10.

11. Одна из первых классификаций  жизненных форм была сделана  для растений датским ботаником  К. Раункиером по одному из  признаков, имеющих большое приспособительное  значение – положению почек  или верхушек побегов в течение  неблагоприятного периода года  по отношению к поверхности  почвы или снежного покрова:эпифиты (Эпифиты были включены в перечень позднее) – воздушные растения, не имеющие корней в почве (мхи, лишайники и др.);фанерофиты – почки возобновления высоко над землей (деревья, кустарники, лианы);хамефиты – почки возобновления не выше 20-30см над землей (травянистые растения с побегами, уходящими зимой под снег и не отмирающими);

Процентное распределение  видов по жизненным формам Раункиер назвал биологическим (флористическим) спектром. Для разных зон и стран  составлены биологические спектры, которые могут служить индикаторами климата.Существует еще множество  классификаций жизненных форм живых  организмов, например, у растений по характеру подземных органов  и способности к вегетативному  размножению. И.Г. Серебряков по структуре  и длительности жизни наземных осей разделил покрытосеменные растения на 4 отдела и 8 типов, в частности  в 1 типе находятся наземные кронообразующие  деревья с прямостоячими стволами; кустовидные, одноствольные с низкими  стволами, стланцы с лежачими стволами.Жизненные  формы, доминирующие в том или  ином сообществе, могут выступать  индикаторами условий обитания.Существует много различных классификаций жизненных форм животных: по особенностям размножения; способам передвижения или добывания пищи; по приуроченности к определенным экологическим нишам, ландшафтам, ярусам.Все жизненные формы – это результат естественного отбора в ходе эволюции. В результате внешних или внутренних причин одно сообщество может разделиться на два, при этом нарастают различия между популяциями одного вида или между близкородственными видами, такой процесс называется дивергенцией. У неродственных форм может вырабатываться внешнее сходство, если эти виды ведут идентичный образ жизни в аналогичных условиях среды. Этот процесс получил название конвергенции.

12.  Популяции различаются по размерам и степени генетической самостоятельности, длительности существования, способу размножения особей и т.д. Выделяют популяции: 
 
1. Независимая - Распоряжается достаточным потенциалом рождаемости, который дает возможность пополнять потери ее численности и долго существовать без миграций особей извне.2. Полузависимая – может существовать размножению собственных особей в условиях низкой численности. Иммиграция извне чувствительно влияет на последствия заселения3. Зависимая – эта популяция, в которой рождаемость не покрывает потерь численности, такая популяция не существует без миграции извне 
4. Псевдопопуляция – группа особей какой-либо популяции, которая не имеет возможности размножаться в данном месте и которая образуется благодаря миграции особей соседних сообществ, такие популяции могут существовать долго, участвовать в биоценотических процессах, но без возможного расширения.5. Периодическая – популяция, появляющаяся в незаселенных биотоках или между границами данного вида в течении нескольких месяцев или лет. Ее существование связанно с периодическим возникновением благоприятных условий среды.6. Гемиопопуляция – это популяция в которой, отчетливо проявляются отличия жизненных потребностей в разных фазах жизненного цикла, отдельные индивиды занимают разное место в природе (комары).  
По размерам занимаемой популяцией территории и степени связи между особями различают элементарные (локальные), экологические и географические популяции. Элементарная (локальная) популяция - элементарная группировка особей, характеризующаяся практически полной панмиксией.Экологическая популяция — совокупность пространственно смежных элементарных популяций. Географическая популяция — совокупность групп пространственно смежных экологических популяций.По способности к самовоспроизведению и самостоятельной эволюции популяции бывают перманентные (постоянные) и темпоральные (временные).Перманентные (постоянные) — популяции, относительно устойчивые в пространстве и во времени, способные к неограниченно длительному самовоспроизведению, являются элементарными единицами эволюции. Темпоральные (временные) — популяции, неустойчивые в пространстве и во времени, неспособные к длительному самовоспроизведению, с течением времени либо преобразуются в перманентные, либо исчезают.По способу размножения популяции делят на панмиктические, клональные и клонально-панмиктические. Панмиктические популяции состоят из особей, размножающихся половым путем, для которых характерно перекрестное оплодотворение. Клональные популяции состоят из особей, для которых характерно только бесполое размножение. Клонально-панмиктические популяции образованы особями с чередованием полового и бесполого размножения. 
Популяции, будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции свойственна определенная организация: половая, возрастная, генетическая, пространственно-этологическая и другие структуры.Пространственно-этологическая структура — характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды иэтологии (особенностей поведения) вида.Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное (регулярное), неравномерное (агрегированное, групповое, мозаичное) и случайное (диффузное).Равномерное распределение характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних. Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу антагонизм.Неравномерное распределение проявляется в образовании группировок особей, между которыми остаются большие незаселенные территории. Характерно для популяций, обитающих в условиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, ведущих групповой (стадный) образ жизни.Случайное распределение выражается в неодинаковом, расстоянии между особями. Является результатом вероятностных процессов, неоднородности среды и слабых социальных связей между особями.По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация на знакомой территории при поиске пища или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции. Популяция — совокупность особей одного вида, способных к самовоспроизводству, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Контакты между особями одной популяции чаще, чем между особями разных популяций. Например, уровень панмиксии (свободного скрещивания) внутри популяции выше, чем между особями разных популяций. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции.

13. При изучении динамики популяций широко используется такое важное понятие, как «биотический потенциал», т.е. характерная для данного вида скорость размножения (на величину которой влияют соотношение полов, количество потомков на одну самку, а также число поколений в единицу времени). Биотический потенциал многих организмов, прежде всего наиболее мелких, огромен, и если бы ничто не сдерживало рост их популяций, то они чрезвычайно быстро заселили бы собой всю Землю. Численность любой существующей популяции может быть представлена как отношение биотического потенциала к сопротивлению среды, т.е. к сумме всех факторов, тормозящих рост численности данного вида. Поскольку реальные популяции растений и животных более или менее стабильны во времени, сопротивление среды по отношению к видам с высоким биотическим потенциалом должно быть достаточно сильным.

14. Биоценоз — это совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, что заселяют определённый участок суши или акватории, они связаны между собой и со средой. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты (продуценты, консументы, редуценты) которой взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Биоценоз — это исторически сложившаяся группировка растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (участок суши или водоема). Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в биоценозе) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).Термин (нем. Biocönose) введён Карлом Мёбиусом в 1877 году для описания всех организмов, что заселяют определённую территорию (биотоп), и их взаимоотношений.Виды структур биоценоза: видовая, пространственная (вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) организация биоценоза) и тропологическая. 
15. Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира, микроорганизмов), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих компонентов и определенный обмен веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы, представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии.Понятие «экосистема» шире, более общее, чем «биогеоценоз», т. е. любой биогеоценоз является экосистемой, но не любая экосистема может считаться биогеоценозом, причем биогеоценозы – это сугубо наземные образования, имеющие более или менее выраженные границы. Биогеоценоз включает две главные составляющие: совокупность на определенной территории абиотических факторов, т. е. экотоп и совокупность живых организмов – биоценоз.В свою очередь экотоп состоит из совокупности климатических (климатоп), водных (акватоп) и почвенно-грунтовых (эдафотоп) факторов. Биоценоз состоит из сообществ животных (зооценоз), растений (фитоценоз), микроорганизмов (микробиоценоз). Одно из важнейших свойств биогеоценоза – взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов.В составе экосистем (биогеоценозов) могут выделяться структурные элементы как вертикального расчленения (ярусы, биогоризонты), так и горизонтального (парцеллы). Парцелла – это структурная часть горизонтального расчленения биогеоценоза (фитоценоза), обнимающая всю его толщу и выделяемая по плотности населения отдельных видов растений (в основном доминантов) и особенностям микросреды обитания.Состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы (биогеоценоза) носит название гомеостаза. Несмотря на то, что естественные экосистемы находятся в состоянии гомеостаза, они испытывают постепенные изменения во времени, имеющие последовательный характер. Эти изменения обусловлены природными факторами, в том числе накапливающимися внутренними противоречиями развития биогеоценоза, и в первую очередь касаются биоты, т. е. входящего в состав биогеоценоза живого населения. Такую постепенную, последовательную смену одного биогеоценоза (в части биоты) другим называют сукцессией. Процесс сукцессии завершается (точнее, значительно замедляется) на стадии образования более медленно развивающихся так называемых «климаксовых», или «узловых», сообществ. Множество форм сукцессий классифицируют по видам причин, вызывающих нарушение климаксного состояния сообщества (сукцессия антропогенная, зоогенная, катастрофическая, циклическая-вековая и т. п.).

16. Трофическая (пищевая) цепь – последовательность видов организмов, отражающая движение в экосистеме органических веществ и заключенной в них биохимической энергии в процессе питания организмов. Трофические (пищевые) уровни. В любой экосистеме можно выделить несколько трофических уровней или звеньев. Первый уровень представлен продуцентами, а второй и последующий уровни – консументами. Последний уровень в основном образуется микроорганизмами и грибами, питающимися мертвым органическим веществом (редуцентами). Их основная функция в экосистеме – разложение органического вещества до исходных минеральных элементов. Взаимосвязанный ряд трофических уровней и представляет цепь питания, или трофическую цепь.Важно подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. Различают три основных типа трофических цепей:цепи хищников; цепи паразитов;сапрофитные цепи. Трофические сети. В реальных природных экосистемах, включающих большое число видов организмов, функционируют и большое количество трофических цепей, причем некоторые виды участвуют одновременно в нескольких различных цепях питания, т е некоторые цепи образуют общие уровни. Комбинации различных трофических цепей, имеющих общие уровни в экосистеме, называютсятрофическими сетями.

17. Любой биоценоз динамичен, в нем постоянно происходит изменение в состоянии и жизнедеятельности его членов и соотношении популяций. Все многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, можно отнести к двум основным типам: циклические и поступательные. Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов.Суточные преобразования в биоценозах обычно выражены тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью. Сезонная изменчивость биоценозов выражается в изменении не только состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов в зависимости от циклов их размножения, сезонных миграций, отмирания отдельных генераций в течение года и т. п. Многолетняя изменчивость – нормальное явление в жизни любого биоценоза. Она зависит от изменения по годам метеорологических условий (климатических флюктуации) или других внешних факторов, действующих на сообщество (например, степени разлива рек). Кроме того, многолетняя периодичность может быть связана с особенностями жизненного цикла растений-эдификаторов, с повторением массовых размножений животных или патогенных для растений микроорганизмов и т. д.направленная динамика – поступательная, развитие экосистем.Сукцессия – смена биоценозов и экосистем в целом. Первичная сукцессия – развитие происходит на безжизненном субстрате (заброшенные песчаные карьеры). Сукцессионные ряды заканчиваются относительно мало изменяющимися экосистемами. Их называют климаксными Характерные закономерности сукцессии в том, что каждой присущ набор видов, характерных для данного региона наиболее приспособленных к определенной стадии развития сукцессионного ряда. Различными являются и завершающие сообщества. Видовой состав климаксных сообществ может существенно различаться. Общее – экосистемы объединяет сходство видов-эдификаторов.Прежде чем сформируется климаксное сообщество (экосистема), ему предшествует ряд промежуточных стадий. В одном и том же районе может сформироваться несколько завершающих экосистем (теорияполиклимакса). Например, в лесной зоне в качестве климаксных рассматривают луговые экосистемы. Сторонники теории моноклимакса (одно сообщество) считают, что луга в лесной зоне долго существуют только в результате их использования (скашивания). При прекращении существующая экосистема создает неблагоприятные условия для обитающих. На смену им придут лесные сообщества. Сукцессионные смены связывают с истощением почвы и вымиранием в ней организмов (почвоутомление). Вместе с природными факторами причиной динамики экосистем выступает человек. Им разрушено много коренных экосистем. К сменам экосистем, например, относят такие виды деятельности человека, как осушение болот, чрезмерные вырубки леса и т. п.Антропогенные воздействия ведут к упрощению экосистем, дигрессиям.2. Вторичные сукцессии отличаются от первичных тем, что начинаются не с нулевых значений, а возникают на месте разрушенных или нарушенных экосистем (после вырубок лесов, пожаров). Основное отличие этих сукцессий: – протекают быстрее первичных, так как начинаются с промежуточных стадий (трав, кустарников) на фоне более богатых почв.

18. Агроценозы. Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называют агроценозами (рис. 73). Они отличаются от природных сообществ, во-первых, пониженным разнообразием входящих в них видов и, во-вторых, пониженной способностью главного члена этих сообществ — культурных растений — противостоять конкурентам и вредителям. Культурные виды так сильно изменены селекцией в пользу человека, что без его поддержки не могут выдержать борьбу за существование.

19. Биосфера – это глобальная единая система Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью.Как и географическая оболочка Земли, биосфера охватывает верхние слои литосферы, всю гидросферу, и нижние слои атмосферы, т. е. пространственное положение этих оболочек очень сходно. Вместе с тем, когда речь идет о географической оболочке Земли, то имеется в виду вся без исключений совокупность явлений, процессов и обусловливающих их сил, формирующих внешний облик земной поверхности. Биосфера охватывает сферу развития жизни, по выражению В.И. Вернадского, «живого вещества», окружающее Землю пространство, в котором живое вещество действует как геологическая сила, формирующая лик Земли.Этим определяются границы биосферы. Верхнюю границу возможной жизни определяет озоновый экран (на высоте 20-25 км), нижнюю – точка кипения воды на глубине 2-3 км на суше и 1-2 км ниже дна океана.К биосфере относится и человеческое общество с его производственной сферой (техносферой).

20. Различают следующие геосферы Земли: атмосферу, гидросферу и литосферу, за которой находятся промежуточная оболочка и ядро. Помимо перечисленных сфер выделяют еще биосферу.Геосферы Земли очень различаются между собой по химическому составу и физическим свойствам (температура, плотность, давление).Атмосфера окружает Землю мощной газовой оболочкой высотой до 3 тыс. км, которую в зависимости от химического состава и плотности химических элементов разделяют на тропосферу, стратосферу, ионосферу.Тропосфера размещена над поверхностью Земли на высоте 10—15 км. В состав воздуха тропосферы входят азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,03%), аргон, неон, ксенон и др. Тропосфера характеризуется тем, что давление воздуха в ней с увеличением высоты уменьшается, а температура понижается и на расстоянии 10—12 км от Земли достигает 55 °С. Воздух в тропосфере очень насыщен, здесь происходит наибольшее перемещение воздушных масс.Стратосфера размещается на высоте 50—100 км. Она характеризуется разреженным воздухом.Ионосфера расположена выше стратосферы. В ней очень разрежен воздух и под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца происходит образование ионов, которые рассеиваются в космосе.Гидросфера — это моря, океаны, озера, реки, подземные воды, ледники и снежные покровы. Она занимает до 71 % поверхности Земли. В состав гидросферы входит свыше 40 химических элементов, среди которых 85,45% кислорода, 10,63 % водорода, 2,06% хлора, 1,14% натрия и 0,72% других элементов. Гидросфера наиболее активно действует на перераспределение химических соединений в природе.Биосфера — это пространство, занятое живыми организмами (в воздухе — до высоты 10 км, в океанах — до глубины 11 км), населяющими литосферу, гидросферу и атмосферу. По В. И. Вернадскому, биосфера — это зона жизни.