Понятие экосистема, биоценоз, сообщество, популяция

4в)Понятие  экосистема, биоценоз, сообщество, популяция.

Термин экосистема ввел Тенсли. Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.  Основное свой-во экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют микроэкосистемы (небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, аквариум, лужица, пока они сущ. и в них присутствуют живые организмы, способные осущ. круговорот в-в.); мезоэкосистемы (лес, пруд, река); макроэкосистемы (океан, континент, природная зона) и глобальная экосистема – биосфера в целом.

Экосистемы  включают 2 блока: 1-ый состоит из взаимосвязаных организмов разных видов, он назыв. биоценоз (К. Мебиус), 2-й блок составляет среда обитания – биотоп или экотоп.  Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями. Популяция –это самовоспроизводящаяся часть особей одного вида в той или иной степени обособленных от особей того же вида; - это совокупность всех живых организмов обитающих на одной территории; -это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию оптимальной численности особей, (живущей на определенной территории (ареале)). Ареал – это место обитания вида. Ареал подразделяется на популяцию. Сообщество – это сообщество растений, живых организмов.  Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.  Основное свой-во экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Универсальное сво-во экосистем –их эмерджентность, заключающееся в том, что сво-ва системы как целого не являются просто суммой сво-в слагающих ее частей или элементов. Энергетические процессы в экосистемах    Любая экосистема потребляет энергию. Энергия никуда не может деться, может только перейти в другую энергию. И часть рассеивается. Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия. Противоположное энтропии называется негэнтропия- это мера устойчивости системы.

 

11в)  Основные блоки экосистем и их взаимодействие. Различия м/у понятиями экосистема и биогеоценоз.

Экосистемы  включают 2 блока: 1-ый состоит из взаимосвязаных организмов разных видов, он назыв. биоценоз (К. Мебиус), 2-й блок составляет среда обитания – биотоп или экотоп.  Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями. Популяция –это самовоспроизводящаяся часть особей одного вида в той или иной степени обособленных от особей того же вида; - это совокупность всех живых организмов обитающих на одной территории; -это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию оптимальной численности особей, (живущей на определенной территории (ареале)). Ареал – это место обитания вида. Ареал подразделяется на популяцию. Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.  Основное свой-во экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.

Биогеоценоз- по Сукачеву, включает все блоки и звенья.  Это понятие используют к сухопутным системам.  В биогеоценозах обязательно есть наличие в качестве основного звена рачстительного сообщества. Примеры биогеоценозов- луга, степи, болота,  участки леса. Каждый биогеоценоз мсожет быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.  

 

3в)  Экология как системная наука. Основные виды систем и их сво-ва.

Термин экосистема ввел Тенсли. Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.  Основное свой-во экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют микроэкосистемы (небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, аквариум, лужица, пока они сущ. и в них присутствуют живые организмы, способные осущ. круговорот в-в.); мезоэкосистемы (лес, пруд, река); макроэкосистемы (океан, континент, природная зона) и глобальная экосистема – биосфера в целом. Системность экологии: различают 3 вида систем: 1) изолированные, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией, 2) закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом и 3) открытые, которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Практически все природные системы относятся к типу открытые.   Существование систем немыслимо без связей. Связи делят на прямые и обратные. Прямая-это связь при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции.  Пример: действие солнца на земные процессы. Обратная связь – связи элемента В отвечает на действие элемента А. Обратная связь бывает положительная и отрицательная. Положительная обратная связь ведет к усилению процесса в одном направлении. Пример ее – заболачивание территории после вырубки леса. Отрицательная обратная связь – когда обратное действие стремится погасить первое. Такая связь позволяет сохраняться системе в состоянии устойчивого динамического равновесия. Пример такой связи – взаимоотношение м/у хищником и  жертвой.

Универсальное сво-во экосистем –их эмерджентность, заключающееся в том, что сво-ва системы как целого не являются просто суммой сво-в слагающих ее частей или элементов.Энергетические процессы в экосистемах    Любая экосистема потребляет энергию. Энергия никуда не может деться, может только перейти в другую энергию. И часть рассеивается. Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия. Противоположное энтропии называется негэнтропия- это мера устойчивости системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

5в) Экологические законы Б.  Коммонера. Их содержание.

Б.Коммонер  обобщил системность  экологии как науки в виде 4 законов:

1) Все связано со всем; 2) Все  должно куда-то деваться (энергия  не исчезает, а куда-то переходит)  загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете оказываются  в моря и океанах и с их  продуктами возвращаются к человеку.  ; 3) Природа знает лучше. Любое действие человека не остается бесследным.  (Мы должны приспосабливаться к природе); 4) Ничто не дается даром (человек пытается выкачать из природы все).

 

Разделы экологии: 1) Факторная экология- учение о факторах среды и закономерностях их действия на организмы; 2)Экология организмов (аутэкология)- взаимодействие м/у отдельными организмами и факторами среды или средами жизни; 3) Популяционная экология- взаимодействие м/у организмами одного вида (в пределах популяций) и средой обитания. Экологические закономерности существования популяций; 4) Учение об экосистемах (биогеоценозах), или синэкология- взаимоотношения организмов разных видов и среды их обитания как единого целого. Экологическое функционирования экосистем. 5)Учение о биосфере- роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании.

Среда обитания.

Под средой обитания понимают природные тела и явления, с которыми организмы находятся в прямых или косвенных взаимоотношениях. Отдельные элементы среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями, носят название факторов.  Под экологическими факторами понимается любой элемент среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями или адаптациями. Все факторы делятся на 3 категории: 1) Абиотические- факторы не живой природы (атмосферные, климатические, почвенные) 2) Биотические – факторы живой природы (продукты жизнедеятельности); 3)Антропогенные- факторы человеческой деятельности (загрязнение среды, промысел, строительство плотин). Классификация факторов по периодичности и направленности действия.

Выделяют: Действующие строго периодически (смена времени суток, сезонов года, приливы и отливы); действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени. (погодные яв-ния, землятресения). Следующая группа – факторы направленного действия, они обычно изменяются в одном направлении (потепление или похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий). И последняя группы – факторы неопределенного действия (антропогенные факторы).

 

 

 

 

 

Закономерности действия факторов среды на организмы 

1)Правило  оптимума. Для экосистемы, организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного значения фактора. Там, где факторы благоприятны плотность популяции максимальна. 2)Толерантность. Эти характеристики зависят от среды, в которой обитают организмы. Если она стабильна по своим

 свой-ам, в  ней больше шансов на выживание  организмов.

3) Правило  взаимодействия факторов. Одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов.

4) Правило  лимитирующих факторов. Фактор, находящийся в недостатке или избытке отрицательно влияет на организмы и ограничивает возможность прояв. силы действия других факторов. 5)Фотопериодизм. Под фотопериодизмом понимают реакцию организма на длину дня. Реакция на изменение света.

6) Адаптация  к ритмичности природных явлений. Адаптация к суточной и сезонной ритмике, приливно-отливным явлениям, ритмам солнечной активности, лунным фазам и др. явлениям, повторяющимся со строгой периодичность.

 

Среды жизни и адаптация к ним  организмов.

4 среды  жизни:  водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная. Водная среда: наиболее однородная. Она мало изменяется в пространстве, нет четких границ м/у отдельными экосистемами. Лимитирующими факторами яв. кислород.  При повышении температуры, обогащении органическим веществом и слабом перемешивании содержание кислорода в воде уменьшается. Второй лимитирующий фактор – свет. Освещенность быстро уменьшается с глубиной. Свет может проникать до глубины 50-60 м, в сильно загрязненных местах- только на несколько сантиметров. В воде мало теплокровных организмов. Это результат 2-х причин6 малое колебание температур и недостаток кислорода. Обитатели водной среды имеют переменную температуру тела. Многие обитатели вод потребляют кислород через все покровы тела. Часто дыхание сочетается с фильтрационным типом питания, при котором через организм пропускается большое кол-во вода. Некоторые организмы в период недостатка кислорода способны замедлять жизнедеятельность, вплоть до состояния анабиоза (почти полное прекращения обмена в-в). В условиях недостатка света или его отсутствие организмы для ориентации используют звук. Для обнаружения различных препятствий используется отраженный звук по типу эхолокации. На глубине воды многие организмы обладают свой-ом самосвечения. Наземно - воздушная: эта среда наиболее разнообразная. Для нее характерна низкая плотность воздуха, большие колебания температуры, высокая подвижность атмосферы. Лимитирующими факторами яв. недостаток или избыток тепла и влаги. Большое колебание температуры, хорошая обеспеченность кислородом яв. хорошим мотивом для появл. организмов с постоянной температурой тела. Для организмов этой среды типичны 3 механизма адаптации: физический, химический, поведенческий. Физический - кожный покров, жировые отложения, испарение воды (потовыделение у животных, транспирация у растений). Химический- интенсивный обмен в-в. Поведенческий- выбор организмами предпочтительных положений: открытые солнцу или затемненные места, разного вида укрытия. Правило Бергмана- чем крупнее животное, значит обитает на севере, мелкие в тропиках. Почвенная среда: промежуточная м/у воздушной и водной. Толщина несколько метров. В почвах выделяют 3 фазы: твердую, жидкую и газообразную. Почва – наиболее насыщенная живыми организмами. И иногда выделяют 4-ю фазу – живую. В почве недостаток тепла, недостаток или избыток влаги.

 

 

 

 

6в) Понятие Биосфера. Наука о  биосфере как системная наука.

Термин биосфера введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. По Вернадскому биосфера – все пространство (оболочка Земли), где существуют или существовала жизнь. Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время назыв. современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам или белым биосферам (залежи углей, нефти, мел, рудные образования).

Границы биосферы: необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового слоя (у полюсов 8-10 км, у экватора 17-18 км и над остальной поверхностью Земли – 20-25 км) За пределами озонового слоя жизнь невозможна из-за губительных ультрафиолетовых лучей. К необиосфере можно отнести и донные отложения, где возможно существование живых организмов.

Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере можно отнести и осадочные породы. Это толщина от сотен метров до десятков километров. В пределах современной, как и белых биосфер, насыщенность жизни неравномерна. На граниже биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы. В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно, но не равномерно.

Основные  в-ва биосферы: 1) Биосфера- централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы. 2) Биосфера – открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне (от солнца, космоса). 3) Биосфера- саморегулирующаяся система. Способная возвращаться в исходное состояние. Принципы Ле-Шателье- Брауна:  при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 4) Биосфера- система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости биосферы.

Важное  свойство Биосферы- наличие в ней механизмов, обеспечивающих круговорот в-в и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8в) Основные свой-ва живого  в-ва в отличие от неживого. Роль живого в-ва в биосфере.

Этот термин ввел Вернадский. Под ним он понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав.  Вещ-ва неживой природы относятся к косным (минералы). Есть в природе биокосные в-ва,  состоящие из живых и косных составляющими (почва, вода).  Живое вещ-во – основа биосферы. Свой-ва живого в-ва: