Шпаргалка по "Экологии"

17. Что такое демэкология?

Популяционная экология (или демэкология) изучает пространственную структуру популяций, их генетический состав, динамику численности, соотношение различных возрастных групп и т.д.

18. Что такое популяция?

Популяция – это совокупность особей одного биологического вида, длительное время населяющих определенное пространство, имеющих общий генофонд, возможность свободно скрещиваться и в той или иной степени изолированных от других популяций этого вида.Термин «популяция» впервые применил датский генетик В. Иогансен в 1903г.

19. Охарактеризуйте статические характеристики  популяции.

Численность и плотность. Под численностью и плотностью популяции понимают число особей, приходящееся в среднем на единицу площади или объема. 2. Биомасса. Под биомассой популяции понимают количество живого вещества, населяющего определенную территорию. Возрастной и половой состав. Половая структура популяции – это соотношение в ней особей разного пола

20. Какое бывает пространственное  размещение популяции?

Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на популяционной территории (ареале). В популяции реализуется принцип территориальности: Различают случайное, равномерное и групповое распределение особей в популяциях

21. Дайте пояснение Принципу Олли.

В. Олли сформулировал принцип агрегации (общую плотность популяции) особей в популяции: скопление особой усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, но приводит к повышению способности группы к выживанию. Иными словами, для каждого вида животных существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции.

22. Охарактеризуйте динамические характеристики  популяции.

К динамическим характеристикам популяции относятся: рождаемость, смертность, кривые выживания, скорость роста. Общая рождаемость – это число новых особей ∆Nn, добавляющихся за время ∆t. Соответственно, общая смертность – это число особей, погибающих в единицу времени (∆Nm); удельная смертность m==∆Nm/∆tN.

23. Дайте определение кривым роста  численности популяции.

Выделяют два основных типа кривых роста численности популяций: I-образная, или экспонента и S-образная или логистическая кривая. Эти кривые, конечно, могут осложняться, изменяться в зависимости от особенностей организмов и от условий среды обитания. В природных условиях рост популяции рано или поздно прекращается из-за сопротивления среды, которое тем больше, чем больше численность популяции. Поэтому реальная кривая роста принимает S-образную форму

24. Какими механизмами регулируется  численность популяции? Каковы цели, задачи, методы, значение регуляции  численности популяций? Функционирование  популяций связано с плотностью  населения. Рациональное использование  территории предусматривает определенное  ограничение плотности, рассредоточение  особей (групп) в пространстве. Осуществление  внутрипопуляционных функций, напротив, требует определенной концентрации  особей, обеспечивающей устойчивое  поддержание контактов. Под оптимальной  плотностью населения можно понимать  такой ее уровень, при котором  эти две биологические задачи  уравновешены.

Поддержание плотности населения на оптимальном уровне – сложный процесс биологического регулирования, действующий по принципу обратной связи. Плотность населения популяции можно поддерживать на оптимальном уровне через регуляцию плодовитости и смертности, В процессах регуляции плодовитости и смертности у животных большое распространение имеет химическая регуляцияРегуляция через поведениеболее свойственная высшим животным, Регуляция через структурузатрагивает поведенческие и физиологические механизмы репродукции. Регуляция дисперсии особей в пространстве. Дисперсия в пространстве – выселение особей из состава размножающихся группировок.

25. Охарактеризуйте факторы, зависимые  и независимые от плотности  популяции.

Представление о принципиально разном воздействии этих групп факторов на динамику плодовитости и смертности сформировалось уже давно (А. Николсон, 1933г.), но не утратило значения и в наши дни. В общих чертах эти две группы совпадают с делением экологических факторов на абиотические и биотические. 1. Факторы, не зависящие от плотности популяции. К этой группе относится комплекс абиотических факторов, которые в своем воздействии на животных реализуются через составляющие климата и погоды. Биологическое влияние этих факторов характеризуется тем, что они действуют на уровне организма и именно поэтому эффект их воздействия не связан с такими специфическими популяционными параметрами, как численность и плотность. Действие этих факторов односторонне: организмы могут к ним приспосабливаться, но не в состоянии оказать на них обратное влияние. 2. Факторы, зависящие от плотности популяции. Эта группа факторов включает влияние на уровень и динамику численности данного вида его пищи, хищников, возбудителей болезней и др. Характер влияния зависящих от плотности факторов принципиально отличается от факторов, рассмотренных выше: действуя на численность популяций других видов, они сами испытывают влияние с их стороны. Таким образом, в этом случае правильнее говорить о взаимодействиях популяций разных видов в составе биоценоза, выступающих в роли биоценотического регулятора численности обоих видов. Регуляторный эффект такого рода отношений зависит от плотности населения взаимодействующих популяций.

26. Что такое  синэкология?

Биогеоценология (или синэкология) изучает структуру и различные параметры экосистем, биоценозов и биогеоценозов. Подробнее с данными разделами экологии Вы ознакомитесь ниже.

27. Что такое  биоценоз, биогеоценоз, экосистема?

Данный термин введен в экологию английским ботаником А. Тенсли (1935г.).Экосистема – пространственно определенная совокупность живых организмов разных видов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями. Биотоп + Биоценоз = Биогеоценоз.биоценоз (совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотопБиоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Биогеоценоз – это элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.

28. Перечислите  компоненты биогеоценоза.

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения, которые, как известно, являются производителем органического вещества (продуцентами) . А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные – потребители живого органического вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков – преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты) , то не трудно догадаться, почему растения являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в биогеоценозе все потребляют органические вещества, или соединения образующиеся после распада органических веществ и ясно, что если растения – главный источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе практически исчезнет.

29. Какие Вы знаете  основные формы межвидовых связей  в экосистемах?

Нейтрализм-Отсутствие взаимодействия, Аменсализм (антибиоз)- Одностороннее угнетение (грибы – продуценты антибиотиков и бактерии; фитонциды и вредители растений), Комменсализм-Одностороннее благоприятствование (лев и грифы – падальщики, Конкуренция, Ресурс-эксплуататор-Односторонняя эксплуатация (растения и растениеядные животные, Мутуализм (симбиоз)- Взаимное благоприятствование (лишайник – симбиоз гриба и водоросли, Протокооперация-тля и муравь-Взаимное благоприятствование, смешанное с эксплуатаций)

30. Дайте определение  принципа конкурентного исключения  Г.Ф. Гаузе.

В других случаях, когда экологическая ниша одного из видов оказывается больше, наблюдается конкурентное вытеснение или конкурентное исключение популяции другого вида, т.е. сближение в аменсализмом. В отличие от хищничества, межвидовая конкуренция непреходяща и завершается лишь с гибелью более слабого конкурента или с вытеснением его из сообщества. Эта закономерность называется принципом конкурентного исключения Г.Ф. Гаузе.

31. Что такое  экологическая ниша? Какие виды  ее Вы знаете?

По определению Дж. Хатчинсона (1957г.), экологическая ниша – это сумма связей организмов определенное вида с абиотическими условиями среды и с другими видами живых организмов. Объем многомерного пространства, соответствующего требованиям вида к среде, называется фундаментальной (потенциальной) нишей, а реальное положение видовой популяции в конкретной экосистеме – реализованной нишей

32. Охарактеризуйте  поток энергии и круговорот  химических элементов в экосистеме.

Источником энергии является поток солнечной энергии L. Большая ее часть (Lu) рассеивается в виде теплоты. Часть энергии (La), эффективно поглощенная растениями, преобразуется в процессе фотосинтеза в энергию Pg химических связей углеводородов и других органических веществ. Это валовая первичная продукция (ВПП, брутто-продукция) экосистемы. Часть ее веществ окисляется в процессе дыхания растений и освобождает энергию R, которая используется в других биохимических процессах, протекающих в растении, и в конечном счете, также рассеивается в виде тепла. Прирост биомассы используется: часть потребляется фитофагами, остальное перерабатывают сапрофаги и редуценты. Фитофаги и другие животные питаются, размножаются, растут и также дают продукцию. Это вторичная продукция экосистемы. Она образована не только биомассой, но и некоторыми продуктами жизнедеятельности животных (приплод, яйца, шелк, мед, шерсть, молоко, воск).

33. Дайте определение  первому и второму началу термодинамики. Каково их экологическое значение?

Свойства энергии определяются первым и вторым законами термодинамики.

Первый закон термодинамики: энергия может переходить из одной формы в другую – она не исчезает и не создается вновь.

Второй закон термодинамики: поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в недоступном для использовании виде – тепловой энергии, - эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (например, света) в потенциальную (например, энергию химических соединений) всегда меньше 100%.В настоящее время сформировалось представление, согласно которому по законам термодинамики в открытых системах с потоком энергии вынужденно возникают динамические структуры в виде циклов, переносящих энергии, - упорядоченные круговороты вещества. Цикл синтеза и распада органического вещества в биосфере, названный биотическим круговоротом.

Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности.

34. Дайте определение  правилам 1% и 10% энергии Линдемана.

В среднем, при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается приблизительно на порядок. Данная закономерность называется правилом пирамиды энергий Р. Линдемана (1942г.) или правилом десяти процентов. Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу доступной энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает большим. Для биосферы в целом доля возможного потребления чистой первичной продукции (на уровне консументов высшего порядка) не превышает одного процента. Данная закономерность называется правилом одного процента Р. Линдемана.  

35. Охарактеризуйте  трофическую структуру биоценоза.

Автотрофы («самопитающиеся») – организмы, образующие органическое вещество своего тела из неорганических веществ – оксида углерода и воды – посредством процессов фотосинтеза (зеленые растения) и хемосинтеза (бактерии, использующие в качестве источника энергии окисление водорода, серы, сероводорода, аммиака, железа). Гетеротрофы (питающиеся другими) – организмы, потребляющие готовое органическое вещество других организмов и продуктов их жизнедеятельности. Это все животные, грибы и большая часть бактерий, Консументы – потребители органического вещества живых организмов. К их числу относятся: растительноядные животные,питающиеся живыми растениями (тля, кузнечик, овца и др.);,плотоядные животные, паразиты, симбиотрофы – бактерии, грибы, простейшие, Детритофаги, или сапрофаги – организмы, питающиеся мертвым органическим веществом – остатками растений и животных., Редуценты – бактерии и низшие грибы – завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложения органики до ее полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции оксида углерода, воды и минеральных элементов

36. Что такое  пищевые цепи и трофические  уровни, пищевые сети?

Прослеживания пищевые взаимоотношения между членами биоценоза, можно построить пищевые цепи и пищевые сети питания организмов. Различают несколько типов пищевых цепей.Пастбищные пищевые цепи, или цепи эксплуататоров, начинаются с продуцентов. Для таких цепей при переходе с одного трофического уровня на другой характерно увеличение размеров особей при одновременном уменьшении плотности популяций, скорости размножения и продуктивности по биомассе. Например, приведенная выше морская пищевая цепь.Цепи паразитов характеризуются уменьшением размеров особей при одновременном увеличении численности, скорости размножения и плотности популяций. Например, пищевая цепь: «корова → слепень →бактерии → сапрофаги».Детритные цепи, включающие только редуцентов («опавшие листья →плесневые грибы → бактерии»), сходны с цепями паразитов. Но если, как обычно бывает, они включают и консументов – детритофагов (червей, личинок насекомых), то частично переходят в церии эксплуататоров и паразитов.Благодаря определенной последовательности пищевых отношений различают отдельные трофические уровни переноса вещества и энергии в экосистеме, связанные с питанием определенной группы организмов

37. Охарактеризуйте  экологические пирамиды и их  виды.

Совокупности трофических уровней различных экосистем моделируются с помощью трофических пирамид численности, биомасс и энергий. Обычные пирамиды чисел, т.е. отображение числа особей на каждом из трофических уровней данной экосистемы, для пастбищных цепей имеют очень широкое основание (большое число продуцентов) и резкое сужение к конечным консументам (рис. 1.8 а). При этом число «ступеней» различается не менее, чем на 1…3 порядка. Но это справедливо только для травяных сообщества – луговых или степных биоценозов. Картина резко искажается, если рассматривать лесное сообщество (на одном дереве могут кормиться тысячи фитофагов) или если на одном трофическом уровне оказываются такие разные фитофаги, как тля и слон.Это искажение можно преодолеть с помощью пирамиды биомасс. В наземных экосистемах биомасса растений всегда существенно больше биомассы животных, а биомасса фитофагов всегда больше биомассы зоофагов Поэтому универсальным способом выражения трофической структуры экосистем являются пирамиды скоростей образования живого вещества, продуктивности (рис. 1.8 в). Их обычно называют пирамидами энергий, имея в виду энергетическое выражение продукции.

38. Какие имеются  виды продуктивности экосистемы?

По продуктивности экосистемы разделяются на 4 класса.1. Экосистемы очень высокой биологической продуктивности — свыше 2 кг/м2 в год. К ним относятся заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. По продуктивности они близки к экосистемам тропических лесов и коралловых рифов.2. Экосистемы высокой биологической продуктивности — 1—2 кг/м2 в год. Это липово-дубовые леса, прибрежные заросли тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав при орошении.3. Экосистемы умеренной биологической продуктивности — 0,25—1 кг/м2 в год. Такую продуктивность имеют многие растения: сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, "морские луга", водоросли в Японском море.4. Экосистемы низкой биологической продуктивности — менее 0,25 кг/м2 в год. Это арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни.