Дайте определение экологии

Дайте определение экологии. Как экология взаимосвязана с другими науками. Дайте определение экологии. Как экология взаимосвязана с другими науками - раздел Экология, 1.дайте Определение Экологии. Как Экология Взаимосвязана С Другими Науками. 1.Дайте определение экологии. Как экология взаимосвязана с другими науками? Экология - это наука, изучающая организацию и функционирование систем различных уровней: популяции, виды, биоценозы, экосистемы и биосферу. Часто экологию определяют как науку о взаимоотношениях живых организмов между собой и окружающей средой. Экология как наука возникла в 1868 году, когда впервые определение экологии ввел в науку Э. Геккель. Основным предметом экологии являются взаимоотношения между обществом и природой, мировая эколого-экономическая система, материальные балансы между ее экономической и экологической подсистемами.

Экология является синтетической наукой. Аутоэкология, демэкология, синэкология тесно связана с такими науками, как биология, ботаника, зоология, география, климатология и другие. Социальная экология не может изучаться без таких наук, как история, антропология, социология, медицина, демография. Прикладная экология затрагивает технические и технологические отрасли наук, а также экономику, природопользование, юриспруденцию, химию, физику. Глобальная экология тесно связана с политологией, мировой экономикой и другими науками. 2. Перечислите основные разделы экологии. Экология подразделяется на общую и частную. Общая экология исследует принципы и характеристики организации и функционирования различных систем и сообществ в биосфере. Частная экология занимается изучением конкретных групп определенного ранга: экология человека, городов, животных и т.д. Различают и другие разделы экологии.Факторальная (или ауто- Популяционная экология (или демэкология) Биогеоценология (или синэкология) ,глобальная экология». Она рассматривает экологические процессы и современные тенденции развития биосферы на глобальном уровне; изучает воздействия, которые имеют значение для выживания всего сообщества людей, сохранения популяции вида Homo sapiens и современной цивилизации. Геоэкология изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. Экология человека – комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида и личности с окружающей его природной и социальной средой. Прикладная экология – большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой. 3. Охарактеризуйте цели, задачи и методы экологии. Какое практическое значение имеет экология? Главной задачей современной экологии как науки является консолидация различных ее разделов и огромного фактического материала, сведение их в систему, отражающую все стороны взаимоотношений природы и человеческого общества. Это необходимо для понимания современных экологических проблем и поиска путей их решения, обеспечения устойчивого развития сообщества людей и природы. Экология имеет следующее практическое значение: 1. Диагностика состояния природы и ее ресурсов, определение порога выносливости живой природы по отношению к антропогенной нагрузке; 2. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека среды при разных сценариях экономического и социального развития человечества; 3. Выработка критериев оптимизации – выбора наиболее экологически ориентированного социально-экономического развития общества; 4. Изучение механизмов адаптации к среде. В современных условиях это имеет значение в связи с освоением территорий с экстремальными условиями (пустынных, засушливых, полярных и т.д.). Экология человека более целенаправленно должна заниматься проблемами создания наилучших условий в различных частях Земли, включая так называемые зоны с экстремальными условиями. 5. Регуляция численности популяций. На основе изучение условий жизни растений и животных, а также микроорганизмов можно регулировать численность и виды скота, растений, организовать борьбу с вредителями сельскохозяйственных растений и животных, переносчиками болезней и т.д. 6. Управление продукционным процессом. Эта проблема включает решение вопросов количественной характеристики энергетического потока в системе трофических уровней (управление фотосинтезом, увеличение плодородия почвы, рациональное размещение посевов и т.д.). Это позволит разработать научно обоснованные системы выращивания тех видов растений и скота, которые лучше других приспособлены к местным условиям и дают наибольшую урожайность и продуктивность. 7. Экологическая индикация – определение масштабов и прогнозирование последствий воздействия человека на природную среду. Биологическими индикаторами в природных условиях обычно выступает группа особей одного вида или биотическое сообщество, по наличию или состоянию, а также по поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей. Индикаторами также могут быть физические явления и химические вещества, наличие, количество или перемена состояния (изменение окраски, цвета) которых указывает на характер или изменение свойств окружающей среды. 8. Мониторинг – система повторных, целенаправленных наблюдений за параметрами окружающей среды в динамике. На основе данных наблюдений даются рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов и охране природной среды. Экология направлена на комплексное обоснование средозащитных и природоохранных мер и действий. При решении вышеуказанных задач экология использует системный подход, натурные наблюдения, экспериментальные работы и моделирование. Методы экологии можно объединить в несколько групп. 1. Метод регистрации и оценки состояния среды – метеорологические наблюдения; измерение освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определение характеристик почвенной среды и т.п. Сюда же можно отнести мониторинг, биомониторинг и биоиндикацию. 2. Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных, изучение динамики численности популяций. 3. Исследование влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов, в том числе определение устойчивости экосистем и изучение адаптации организмов к различным условиям. 4. Методы изучения взаимоотношений между организмами во многовидовых сообществах. 4. Что такое аутэкология? Факторальная (или ауто-) экология изучает взаимоотношения представителей вида с окружающей средой и исследует действие совокупности экологических факторов на живые организмы. 5. Назовите уровни организации живых систем. Что такое организм и условия его обитания? Спектр объектов экологии охватывает большую часть уровней биологической организации и простирается от единичной особи до биосферы. Обычно выделяют организменный, популяционный, экосистемный и биосферный уровни Элементарным объектом экологии является живой организм, относящийся к определенной популяции и наблюдаемый в условиях натуральной среды. Гораздо чаще объектом экологического исследования становится группа особей, популяция, представители двух или нескольких взаимодействующих видов или многовидовое сообщество в изменяющейся естественной среде. Совокупность членов популяции образуют низшую, или элементарную, подсистему в пределах экологической системы. Совокупность популяций разных видов, сходных по типу питания, образуют следующую, промежуточную подсистемы – ассоциацию, однотипное сообщество. Совокупность организмов разных трофических группировок завершает структурный ансамбль полной экологической системы. На уровне экосистемы поддерживается устойчивый круговорот веществ и формирование общей среды сообщества организмов. Высшую ступень иерархии занимает биосфера как совокупность экологических и эколого-экономических систем. Живые организмы обитают в природной окружающей среде, и на них действуют различные экологические факторы. 6. Дайте определение экологических факторов и их классификации. Экологические факторы – это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают непосредственное воздействие на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг другом и особями других популяций. 1. Их делят на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные). императивные (условия существования – пища, вода, тепло, свет, кислород, без которых невозможны жизнь и развитие организма) и факторы воздействия (действуют не постоянно, но влияют на различные проявления жизнедеятельности и распространение организмов, – например, периодичность дня и ночи). абиотические (факторы неорганической, неживой природы) и биотические (факторы живой природы). ,антропогенные. 7. Охарактеризуйте абиотические факторы окружающей среды. Абиотическими факторами являются температура, влажность, солнечный свет, давление и другие климатические и геофизические факторы; природа самой среды – воздушной, водной, почвенной (эдафические факторы); химический состав среды; физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую и проникающую радиацию, суточные и сезонные изменения в природе. 8. Охарактеризуйте биотические факторы окружающей среды. К биотическим факторам относят всю сумму взаимодействий, которые оказывают друг на друга живые организмы. Они подразделяются на три основные группы: топические, трофические, генеративные. Топические факторы определяют взаимоотношения организмов на основе их совместного обитания. Трофические факторы определяют взаимоотношения организмов на основе их совместного питания. Генеративные факторы определяют взаимоотношения организмов на основе их размножения. Биотические факторы также обусловлены внутривидовыми и межвидовыми взаимодействиями. Внутривидовые факторы – это контакты между членами семьи, группы, стада, популяции одного вида: отношения полов, размножение, уход за потомством, иерархия и т.п. Межвидовые факторы – контакты между особями и популяциями разных видов, разнообразные пищевые связи, хищничество, симбиоз, паразитизм и т.п. 9. Охарактеризуйте внешние и внутренние экологические факторы. Внешними факторами являются солнечная радиация, атмосферное давление, температура и влажность воздуха, ветер, скорость течения воды. К внутренним факторам относятся численность, плотность и структура популяций, пища и ее доступность, концентрации веществ, участвующих в экосистемном круговороте. 10. Охарактеризуйте императивные факторы и факторы воздействия. императивные (условия существования – пища, вода, тепло, свет, кислород, без которых невозможны жизнь и развитие организма) и факторы воздействия (действуют не постоянно, но влияют на различные проявления жизнедеятельности и распространение организмов, – например, периодичность дня и ночи). 11. Опишите специфические особенности действия антропогенного фактора. Особую группу составляют антропогенные факторы, порожденные деятельностью человека. Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушением естественных ландшафтов, заменой природных комплексов сооружениями, коммуникациями, свалками, водохранилищами. Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природной среды побочными продуктами, отходами производства и потребления. Преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, применением техники, влиянием промышленности, транспорта, строительства на природные экологические системы и окружающую человека среду, носит название техногенных факторов. 12. Дайте определения Закона минимума Либиха.Закон лимитирующих факторов: факторы среды, имеющие в конкретных условиях наихудшие значения, ограничивают возможность существования популяции, вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других факторов. сформулирован 1840г. 13. Дайте определение Закона толерантности Шелфорда. Что понимают под диапазоном толерантности? закона толерантности Шелфорда (1913г.): лимитирующим может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. Диапазон между минимальным и максимальным значениями фактора называют диапазоном толерантности. 14. Чем характеризуются стенобионтные и эврибионтные организмы?организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого. Термин с приставкой стено – означает «узкий», с приставкой эври - «широкий»: По данному признаку живые организмы делятся на стенобионтные и эврибионтные . Например, рыба Антарктиды Trematomus bermacchii - стенотермна. Диапазон переносимых ею температур составляет всего 4 0 С, от -2 0 до +2 0 . Карнозубая рыба водоемов пустыни, наоборот, эвритермна – выдерживает воды с температурой от 10 0 до 40 0 и эвригалинна – может жить в разных водах: от пресных до более соленых, чем морская вода. 15. В чем заключается экологическое значение основных абиотических факторов в жизнедеятельности организмов? Из многообразия экологических факторов наибольшее значение имеют такие климатические факторы, как температура, свет, тепло, течения, ветры и атмосферное давление, а также вода. 16. Что такое экологическая емкость среды? Емкость Среды - 1) число особей или их сообществ, потребности которых могут быть удовлетворены ресурсами данного местообитания без заметного ущерба для его дальнейшего благосостояния; 2) способность природной среды включать в себя (абсорбировать) различные (загрязняющие) вещества, сохраняя устойчивость. 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 ?N n , добавляющихся за время ?t. Соответственно, общая смертность – это число особей, погибающих в единицу времени (?N m ); удельная смертность m==?N m /?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 поведение более свойственная высшим животным, Регуляция через структуру затрагивает 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 (L u ) рассеивается в виде теплоты. Часть энергии (L a ), эффективно поглощенная растениями, преобразуется в процессе фотосинтеза в энергию P g 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/м 2 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/м 2 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/м 2 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/м 2 в год. Это арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни. 39. Охарактеризуйте понятия первичной и вторичной сукцессий. Масштабные изменения географической обстановки или типа ландшафта под влиянием природных катастроф или деятельности человека приводят к определенным изменениям состояния биогеоценозов местности и постепенной смене одних сообществ другими. Такие изменения называют экологической сукцессией.Различают первичную сукцессию – постепенное заселение организмами появившейся девственной суши, оголенной материнской породы (отступившее море или ледник, высохшее озеро, песчаные дюны, голые скалы и застывшая лава и т.п.). В этих случаях решающую роль играет процесс почвообразования. Начальное выветривание – разрушение и разрыхление минеральной основы под действием перепадов температур и увлажнения – высвобождает или принимает нанос некоторого количества биогенных элементов, которые уже могут быть использованы бактериями, лишайниками, а затем и редкой одноярусной пионерской растительностью. Ее появление, а с нею и симбиотрофов и мелких животных значительно ускоряет образование почвы и постепенное заселение территории сериями все более сложных растительных сообществ, все более крупными растениями и животными. Так система постепенно проходит все стадии развития до климаксного состояния. Вторичные сукцессии имеют характер постепенного восстановления свойственного данной местности сообщества после нанесенных повреждений (последствий бури, пожара, вырубки, наводнения, выпаса скота, запуска полей). Возникшая в результате вторичной сукцессии климаксная система может существенно отличаться от первоначальной, если изменились некоторые характеристики ландшафта или климатические условия. 40. Что такое целостность и устойчивость экосистем? Каковы механизмы устойчивости экосистем? В природных экосистемах происходят постоянные изменения состояния популяций организмов, которые обуславливаются различными случайными комбинациями большого числа абиотических и биотических факторов. Однако все эти колебания, как правило, более и менее регулярны и не выходят за границы устойчивости экосистемы по ее многолетним средним параметрам – обычного размера, видового состава, биомассы, продуктивности, соответствующих географическим и климатическим условиям местности. Такое состояние экосистемы носит название климаксного. Постоянство важнейших экологических параметров экосистемы часто обозначают как ее гомеостаз. Устойчивость экосистемы, как правило, тем больше, чем больше она по размеру и чем богаче и разнообразнее ее видовой и популяционный состав. 41. Охарактеризуйте критерии и основные показатели устойчивости природных экосистем. Понятие «устойчивость экологическая» подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Нередко «устойчивость экологическая» рассматривается как синоним экологической стабильности. Устойчивость экосистем не может быть сохранена и .обеспечена, если будет нарушен закон внутреннего динамического равновесия. Под угрозой будет не только качество природной среды, но и существование всего комплекса природных компонентов в необозримом будущем. Закон внутреннего динамического равновесия действует как регулятор нагрузок на окружающую среду при условии, что не нарушены «баланс компонентный» и «баланс крупных территорий». Именно эти «балансы» являются нормами рационального природопользования, это они должны лежать в основе разработки мероприятий по охране окружающей среды в строительстве и реставрации. Суть этого закона состоит в том, что природная система обладает внутренней энергией, веществом, информацией и динамическим качеством, связанными между собой настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает в других или в том же, но в другом месте или в другое время, сопутствующие функционально-количественные перемены, сохраняющие сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических показателей всей природной системы. Это и обеспечивает системе такие свойства как сохранение равновесия, замыкание цикла в системе и ее «самовосстановление», «самоочищение». 42. Как формировалась концепция биосферы? Первоначальные представления о биосфере как формирующейся общности живых организмов на земном шаре складывались в науках о земле – географии и геологии. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс. В книге «Происхождение Альп» (1973г.) он пишет о «самостоятельной биосфере» как особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. Развернутое учение о биосфере принадлежит В.И. Вернадскому. В книге «Биосфера» (1926г.) и последующих работах Вернадский вложил в понятие биосферы пространственное содержание («область распространения жизни») и приписал биосфере мощную преобразующую геологическую и геохимическую функцию. Биосфера – это глобальная экосистема, активная «оболочка» Земли, состав, структура и энергетика которой определяется и контролируется планетарной совокупностью живых организмов – биотой биосферы. Экологическая концепция биосферы сложилась позднее геолого-геохимической, после того как от биосферной миграции элементов (по Вернадскому) произошел переход к представлению о глобальном биотическом кругообороте, а затем к биотической регуляции природной среды. 43. Опишите эволюцию биосферы. Возраст биосферы как целостной планетарной системы, участвующей в формировании облика Земли, оценивается в 1 млрд. лет, хотя живые структуры появились на земле намного раньше. А в масштабах, близким к современным, биосфера существует по меньшей мере 180 млн. лет, начиная с юрского периода.Самыми первыми органическими веществами на Земле были органические мономеры на основе цианистого водорода, цианамида, формамида и нитрилов. Затем появились пептиды, нуклеотиды и порфирины. Дальнейшее усложнение органических веществ приводит к появлению устойчивых коллоидных комплексов макромолекул, обладающими информационными функциями, способностью к молекулярному узнаванию, избирательному катализу и самосборке. Появляются основные компоненты клеточного ядра, типичные для первых простейших. Далее происходит синтез полимерных структур – цепей нуклеотидов, из которых