Что такое экология

 

 

 

 

 

 

 

14. Почва как среда обитания. Ее основные компоненты. Экологические группы почвенных организмов. Индикаторы среды.

Почва представляет собой  сложную систему, состоящую из твердых  частиц, окруженных воздухом и водой.

Основными структурными элементами почвы являются: минеральная основа, органическое вещество, воздух и вода.

Минеральная основа (скелет) (50-60% всей почвы) – это неорганическое вещество, образовавшееся в результате подстилающей горной (материнской, почвообразующей) породы в результате ее выветривания. Размеры скелетных частиц: от валунов  и камней до мельчайших песчинок и  илистых частиц. Физико-химические свойства почв обусловлены в основном составом почвообразующих пород.

От соотношения в почве  глины и песка, размеров фрагментов, зависят проницаемость и пористость почвы, обеспечивающие циркуляцию, как  воды, так и воздуха. В умеренном  климате идеально, если почва образована равными количествами глины и  песка, т.е. представляет суглинок. В  этом случае почвам не грозит ни переувлажнение, не пересыхание. И то и другое одинаково  губительно как для растений, так  для и животных.

Органическое вещество –  до 10% почвы, образуется из отмершей биомассы (растительная масса – опад листьев, ветвей и корней, валежные стволы, ветошь травы, организмы погибших животных), измельченной и переработанной в почвенный гумус микроорганизмами и определенными группами животных и растений. Более простые элементы, образовавшиеся в результате разложения органики, вновь усваиваются растениями и вовлекаются в биологический круговорот.

Воздух (15-25%) в почве содержится в полостях – порах, между органическими  и минеральными частицами. При отсутствии (тяжелые глинистые почвы) или  заполнении пор водой (во время подтоплений, таяния мерзлоты) в почве ухудшается аэрация и складываются анаэробные условия. В таких условиях тормозятся физиологические процессы организмов, потребляющих кислород – аэробов, разложение органики идет медленно. Постепенно накапливаясь, они образуют торф. Большие запасы торфа характерны для болот, заболоченных лесов, тундровых сообществ. Торфонакопление особенно выражено в северных регионах, где холодность и переувлажнение почв взаимообусловливают и дополняют друг друга.

Вода (25-30%) в почве представлена 4 типами: гравитационной, гигроскопической (связанной), капиллярной и парообразной.

Гравитационная – подвижная  вода, занимают широкие промежутки между частицами почвы, просачивается  вниз под собственной тяжестью до уровня грунтовых вод. Легко усваивается  растениями.

Гигроскопическая, или связанная  – адсорбируется вокруг коллоидных частиц (глина, кварц) почвы и удерживается в виде тонкой пленки за счет водородных связей. Освобождается от них при  высокой температуре (102-105°С). Растениям  она недоступна, не испаряется. В  глинистых почвах такой воды до 15%, в песчаных – 5%.

Капиллярная – удерживается вокруг почвенных частиц силой поверхностного натяжения. По узким порам и каналам  – капиллярам, поднимается от уровня грунтовых вод или расходится от полостей с гравитационной водой. Лучше удерживается глинистыми почвами, легко испаряется. Растения легко поглощают ее.

Парообразная – занимает все свободные от воды поры. Испаряется в первую очередь.

Осуществляется постоянный обмен поверхностных почвенных  и грунтовых вод, как звено  общего круговорот воды в природе, меняющий скорость и направление в зависимости  от сезона года и погодных условий.

Почвенные организмы по степени  связи со средой обитания разделяются  на три основные группы.

Геобионты — постоянные обитатели почвы, весь цикл их развития протекает в почве (дождевые черви, многие первично-бескрылые насекомые).

Геофилы — животные, часть цикла развития которых проходит в почве. К ним относится большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, комары-долгоножки. Личинки их развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели.

Геоксены — животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (Таракановы, многие полужесткокрылые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах).

15. Популяция. Ее основные статические и динамические характеристики

Популяция – группа особей одного вида совместно населяющих общую  территорию, способные к скрещиванию, и способные давать плодовитое потомство.

Динамика численности  и плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции. Это показатели, характеризующие  изменение популяции в течение  определенного периода: месяца, сезона, года и т.д. Изучение этих процессов  и причин их обусловливающих очень  важно для прогнозов состояния  популяций.

Статистические: численность, общее количество особей на данной территории или в данном объеме; плотность, количество особей приходящихся на единицу площади

Динамические: рождаемость, число особей появляющихся в ед. времени; смертность; прирост популяции, разница между рождаемостью и  смертностью; темп роста, средний прирост  за ед. времени.

16. Структура популяции – половая, пространственная, возрастная, этологическая. Преимущества оседлого и кочевого образа жизни.

Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции.

Возрастная  структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции. Например, массовое истребление крупных половозрелых особей в результате промысла приводит к резкому снижению численности популяции вследствие слабого пополнения ее молодыми особями. Поэтому присутствие в популяции большого количества особей младших возрастных групп свидетельствует о ее благополучии. Если же в популяции преобладают старые особи, можно со всей определенностью сказать, что данная популяция завершает свое существование.

17. Понятие «Биотический потенциал». Экспоненциальный и логистический рост популяции. Приведите примеры.

Биотический потенциал - это  совокупность факторов, способствующих увеличению численности вида.

Следовательно: рост, снижение и постоянство популяции зависит  от соотношения между биотическим  потенциалом и сопротивлением среды.

Принцип изменения популяции: это результат нарушения равновесия между биотическим потенциалом  и сопротивлением окружающей её среды.

Подобное равновесие является динамическим, т.е. непрерывно регулирующимся, т.к. факторы сопротивления среды редко подолгу остаются неизменными. Например: в один год численность популяции снизилась из-за засухи, а в следующий год полностью восстановилась при обильных дождях. Подобные колебания продолжаются неопределённо долго. Равновесие - понятие относительное. Иногда амплитуда отклонений мала, иногда значительна, но пока сократившаяся популяция способна восстановить прежнюю численность, она существует.

18. Кривые выживание

 

 

 

 

 

 

 

19. Экологические стратегии выживания.

Экологическая стратегия  выживания — стремление организмов к выживанию.

Виоленты (силовики) — подавляют всех конкурентов, например, деревья, образующие коренные леса.

Патиенты — виды, способные выжить в неблагоприятных условиях («тенелюбивые», «солелюбивые» и т. п.)

Эксплеренты (наполняющие) — виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества, — на вырубках и гарях (осины), на отмелях и т. д.

Все многообразие экологических  стратегий заключено между двумя  типами эволюционного отбора, которые  обозначаются константами логистического уравнения: r-стратегия и К-стратегия. Тип r-стратегия, или r-отбор, определяется отбором, направленным прежде всего  на повышение скорости роста популяции  и, следовательно, таких качеств, как  высокая плодовитость, ранняя половозрел ость, короткий жизненный цикл, способность  быстро распространяться на новые местообитания  и пережить неблагоприятное время  в покоящейся стадии. К-стратегия (или  К-отбор) направлена на повышение выживаемости в условиях уже стабилизировавшейся  численности. Это отбор на конкурентоспособность, повышение защищенности от хищников и паразитов, повышение вероятности  выживаемости каждого потомка, на развитие более совершенных внутривидовых  механизмов численности.

Очевидно, что каждый организм испытывает на себе комбинацию г- и  К-отбора, но г-отбор преобладает  на ранней стадии развития популяции, а К-отбор уже характерен для  стабилизированных систем. Но все-таки оставляемые отбором особи должны обладать достаточно высокой плодовитостью  и достаточно развитой способностью выжить при наличии конкуренции и «пресса» хищников. Конкуренция г- и К-отбора позволяет выделять разные типы стратегий и ранжировать виды по величинам г и К в любой группе организмов.

20. Экологическая ниша. Потенциальная и реализованная. Принцип конкурентного исключения.

Экологическая ниша - место  вида в биогеоценозе, определяемое его биотическим потенциалом  и совокупностью факторов внешней  среды, к которым он приспособлен. Это не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и его  функциональная роль в сообществе (положение  в пищевой цепи), и его место  относительно внешних факторов.

Различают фундаментальную (потенциальную) нишу, которую организм или вид мог бы занимать в отсутствие конкуренции, хищников, в которой  абиотические условия оптимальные; и реализованную нишу - фактический  диапазон условий существования  организма, который меньше либо равен  фундаментальной нише.

Гаузе принцип, принцип конкурентного исключения, Гаузе закон, утверждает, что два вида не могут устойчиво существовать в ограниченном пространстве, если рост численности обоих лимитирован одним жизненно важным ресурсом, количество и (или) доступность к-рого ограничены. Иногда для Г. п. даётся следующая формулировка: два вида не могут сосуществовать, если они занимают одну экологическую нишу. То, что виды с близкими экологич. потребностями обычно не встречаются вместе в одном местообитании

21. Трофические, форические, топические и фабрические связи. Приведите примеры.

Трофические связи  возникают, когда один вид питается другим –  либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. И стрекозы, ловящие на лету других насекомых, и жуки‑навозники, питающиеся пометом крупных копытных, и пчелы, собирающие нектар растений, вступают в прямую трофическую связь с видами, предоставляющими им пищу.

Форические связи   – это участие одного вида в распространении другого. В роли транспортировщиков выступают животные. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией,  перенос других, более мелких животных – форезией  . Перенос осуществляется обычно с помощью специальных и разнообразных приспособлений.

Топические связи  характеризуют  любое, физическое или химическое, изменение  условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Эти  связи крайне разнообразны. Они заключаются  в создании одним видом среды  для другого (например, внутренний паразитизм)

Фабрические связи   – это такой тип биоценотических отношений, в которые вступает вид, использующий для своих сооружений (фабрикаций) продукты выделения, либо мертвые остатки, либо даже живых особей другого вида. Так, птицы употребляют для постройки гнезд ветви деревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц и т. п.

 

 

 

 

 

22. Типы биотических взаимодействий. Приведите примеры.

Симбиоз - сожительство- форма  взаимоотношений, при которых оба  партнера или один из них извлекает  пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза:

Кооперация. Общеизвестное  сожительство раков-отшельников с  мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает  пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой  падает на дно и поедается раком.

Мутуализм. Форма взаимовыгодных отношений видов - от временного, необязательного  контакта до симбиоза - неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники - это  сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая  клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них  гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями.

Комменсализм, нахлебничество (от латинского com - вместе, mensa - трапеза). Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи.

Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз.

Хищничество. Одна из самых  распространенных форм, имеющих большое  значение в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Но когда говорят о связях типа “хищник - жертва”, то имеют в виду не только таких классических хищников, как лев или волк, и их классических жертв вроде антилопы гну или зайца.

Паразитизм. Организмы могут  использовать другие виды не только как  место обитания, но и как постоянный источник питания. По существу паразитический характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями.

Конкуренция. Одна из форм отрицательных  взаимоотношений между видами. Ч. Дарвин считал конкуренцию одной  из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую  роль в эволюции видов.

Конкуренция может быть внутривидовой  и межвидовой.

Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида, межвидовая конкуренция имеет  место между особями разных видов. Конкурентное взаимодействие может  касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов.