6373
Поняття про екосистеми
Реферат
Экология и защита окружающей среды
Поняття про екосистеми Поняття виду і популяції. Структура та характеристика популяції. Визначення поняття екосистема. Характеристики біоценозу та біотопу. Динаміка екосистем. Штучні екосистеми - агр...
Украинкский
2013-01-03
135 KB
39 чел.
Поняття про екосистеми
I. ПОНЯТТЯ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ. СТРУКТУРА ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦІЇ.
Вид (біологічний) - сукупність організмів із спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд. Види мають морфологічні, фізіолого-біохімічні, еколого-географічні та генетичні характеристики; є основною структурною одиницею в системі живих організмів, має підвиди й популяції.
Види - ендеміки
Популяція - це сукупність особин одного біологічного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території (ареалі) протягом багатьох поколінь.
Кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії, розміри якої залежать від багатьох чинників.
1. Чисельність - загальна кількість особин в популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності популяцій.
З погляду проблеми збереження біорізноманіття, найсуттєвішим є показник мінімальної чисельності популяції, тобто такої чисельності, за якої в популяції ще підтримується необхідний рівень генетичної неоднорідності, завдяки чому вона не вироджується. Послідовно підводячи популяції до мінімальної чисельності, людина знищує їх, навіть не вбиваючи останнього представника.
Значні варіювання чисельності популяцій дістали назву популяційних хвиль, або хвиль життя.
2. Щільність - кількість особин на одиницю території (або обєму простору). Максимальною щільністю особин популяції вважається така, яка вже не може підтримуватися екосистемою. Мінімальна щільність особин на певній території не дає можливостей для їх розмноження, а отже, для існування цієї популяції в екосистемі.
3. Ріст популяції - співвідношення народжуваності та смертності. Сприятливі кліматичні умови, достатня кількість їжі, послаблення хижацтва веде до росту плодючості і народжуваності, збільшення чисельності. У різних видів виробилися різноманітні механізми, які дають змогу уникнути необмеженого зростання чисельності популяцій і, відповідно, перенаселення і виснаження ресурсів довкілля.
Швидкість зростання популяції визначається біотичним потенціалом. Біотичний потенціал це кількість нащадків, яку здатна дати одна особина або одна пара.
1. Генетична структура властива популяціям, які мають дві або більше генетичних форм, що обумовлює генетичний поліморфізм популяції і збільшує її стійкість.
2. Статева структура популяції це співвідношення особин різної статі. При генетичному контролі це співвідношення дорівнює 50×50. При впливі природного середовища воно змінюється в бік більшої смертності самців. Співвідношення статей у вищих тварин має практичне значення. В Європі популяція благородного оленя так швидко розростається, що доводиться відстрілювати не лише самців, але й самок.
3. Вікова структура властива природнім угрупованням тварин та рослин, якщо вони не однолітні. При сприятливих умовах у популяцій присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності.
4. Просторова структура. Територія помешкання тварин розділяється на певні ділянки, які мають своє призначення (кормова, гніздова, шлюбна територія тощо).
Популяція може самостійно існувати лише при взаємодії з іншими популяціями, як компонент екосистеми. Популяція, образно кажучи, вибирає собі екосистему, де б їй найкраще жилося.
II. ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТТЯ „ЕКОСИСТЕМА”.
Основною функціональною одиницею біоекології є екосистема. Цей термін вперше був введений англійським біологом А.Тенслі в 1935 р. Система - це впорядковано взаємодіючі і взаємопов'язані компоненти, що утворюють єдине ціле.
Екосистема - сукупність популяцій організмів різних видів, які взаємодіють між
собою і з неживою природою таким чином, що всередині такої системи виникають потоки енергії і колообіг речовин.
Часто екосистему ототожнюють з біогеоценозом, але ці поняття подібні, але не тотожні. Обидва поняття це взаємодіючі сукупності живих організмів і середовища, але екосистема поняття безмежне. Мурашник, болото, гірський хребет, біосфера загалом, кабіна космічного корабля все це екосистеми. Біогеоценоз це екосистема, межі якої визначені фітоценозами. Іншими словами, біогеоценоз окремий випадок, певний ранг екосистеми.
У природі види рослин і тварин розподіляються не випадково, а завжди утворюють певні, порівняно сталі комплекси біоценози.
1 - за розмірами:
2 - за ступенем трансформації людською діяльністю:
Кожна екосистема складається з біоценозу і біотопу.
III. ХАРАКТЕРИСТИКИ БІОЦЕНОЗУ ТА БІОТОПУ.
Біотоп - однорідний за абіотичним факторами простір середовища, зайнятий біоценозом, тобто місце життя видів, організмів (наприклад, лісова галявина).
До складу біотопу входять:
Біоценоз - це історично сформована конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії (наприклад, рослинні та тваринні угруповання дубового лісу). Іноді замість терміна "біоценоз" вживають термін "співтовариство організмів", або „угруповання”.
1. Має характерний видовий склад. Існує дві характерні групи видів:
а) домінантні види, які творять зовнішній вигляд біоценозу (очеретовий, сосновий, ковиловий, сфагновий, вересковий), причому кожен з них має свою особливу, неповторну зовнішність;
б) субдомінантні види, які хоч і не виділяються так виразно, як перша група, але своєю присутністю віддзеркалюють умови місцезростання.
2. Має необхідний для функціонування набір видів. Біоценоз є системою, в межах якої реалізується обіг матерії й енергії, який здійснюється між компонентами біоценозу і середовища. Тому біоценозом може називатися лише така система, яка містить усі елементи, необхідні для реалізації обігу матерії.
3. Характеризується певною тривалістю в часі. Біоценоз з його видовим складом є системою стійкою і довговічною, однак його мешканці мають різну тривалість життя. Наприклад, у мікробів вона триває хвилини, в дрібних безхребетних - дні, в крупних - роки, а лісові дерева живуть сотні років. Окремі біоценози тропічних лісів вирізняються геологічною історією, тоді як на місцях згарищ чи евтрофних озер розвиваються цілком юні біоценози.
4. Має свою територію і межі. Простір, на якому функціонує окремий біоценоз,
вирізняється однорідністю й особливістю умов.
Малі біоценози можуть існувати на кількох метрах квадратних (джерело з його особливим тваринним і рослинним світом), тоді як діброви українського Чорного лісу, наприклад, простяглись на сотні квадратних кілометрів зі сходу до заходу. Складність у вивченні меж біоценозів полягає ще в тому, що тваринні організми можуть мігрувати у сусідні фітоценози і тому не можна стверджувати, що певному рослинному угрупованню обов'язково відповідає якесь одне угруповання тварин.
До складу біотопу входять:
1 - просторова структура:
Видові популяції у складі екосистем (або біогеоценозів) розташовуються як по площині (горизонтально), так і по вертикалі. Завдяки цьому система завжди займає трьохмірний простір.
2- трофічна структура:
Біотичну частину екосистеми складають три групи організмів, які пов'язані між собою трофічними зв'язками: продуценти, консументи та редуценти.
Продуценти - автотрофні організми, здатні синтезувати (продукувати) органічні речовини з неорганічних, акумулюючи при цьому сонячну енергію. Як компоненти екосистеми вони накопичують рослинну біомасу. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів.
Консументи - організми, які живляться готовими органічними речовинами, створеними видами продуцентами. У цю групу входять також зелені рослини, їх на Землі налічується близько 350 тис. видів. Це всі тварини, людина, частина мікроорганізмів, паразитичні і комахоїдні рослини. Консументи першого порядку живляться рослинною їжею - олень, сіра куріпка, сарана (у цьому розумінні вони займають однакову екологічну позицію). Консументи другого (третього і т. д.) порядку живляться тваринною їжею - основними представниками цієї екологічної групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами.
Редуценти гетеротрофні організми (у грунті - різні дрібні червяки та личинки комах), які у процесі життєдіяльності перетворюють органічні залишки у вигляді рослинного опаду та відмерлих тварин в найпростіші органічні та неорганічні речовини. Редуценти є завершальною ланкою у кругообігу речовин, утворюючи неорганічні речовини для включення їх у новий цикл. Їх на Землі близько 75 тис. видів.
Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) це взаємовідносини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (наприклад, зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні.
На цьому шляху перенесення діють автотрофи представники рослинного світу та гетеротрофи різного ступеня. Ланцюги живлення це живі канали, що подають енергію нагору, а смерть і тління повертають цю енергію у грунт. Оскільки система незамкнена, частина енергії губиться в процесі розкладання, частина додається в повітря, частина накопичується в грунтах, торфі, довгоживучих лісах.
Залежно від початкової ланки розрізняють два типи ланцюгів живлення:
Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живиться рослинами, на ньому паразитують блохи, в кишках яких є бактерії, в бактеріях віруси. В біоценозі зазвичай буває низка паралельних ланцюгів живлення, між якими можуть існувати зв'язки, оскільки майже завжди різні компоненти живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистеми. Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу.
Кожна з ланок ланцюга живлення може використати лише 5-15 % енергії харчів для побудови речовини свого тіла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утворюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг споживання містить, як правило, не більше 4-5 ланок.
Правило екологічної піраміди (закон піраміди енергій) - внаслідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступної трофічної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Цей закон дає змогу обчислювати необхідні земельні площі для забезпечення населення продуктами харчування тощо;
У трофічних ланцюгах усі речовини послідовно переходіть від одного виду організмів до іншого. Проте якщо біогенні речовини активно засвоюються і беруть участь у біологічному коло обігу, то ксенобіотики, синтезовані людиною і не властиві природі, накопичуються при переході від одного трофічного ланцюга до іншого.
Піраміди чисел і біомаси можуть бути оберненими (або частково оберненими), тобто основа може бути меншою, ніж один чи кілька верхніх рівнів. Так буває, якщо середня маса продуцентів менша від маси консументів або якщо швидкість метаболізму продуцентів більша, ніж консументів. Навпаки, енергетична піраміда завжди звужуватиметься догори за умови, що враховуються всі джерела трофічної енергії в системі.
Екологічна ніша - це сукупність характеристик, що вказують на положення виду в екосистемі.
Екологічна ніша даного виду визначається не тільки місцем, де він живе, але і його вимогами до навколишнього середовища (температура, вологість і т.д.), а також взаємовідносинами з іншими видами при здобуванні їжі. В будь-якій зрілій екосистемі еконіші дуже тісно упаковані. Відкрити нову нішу чи втиснутись в угруповання прибульцю зі сторони практично неможливо.
Принцип конкурентного виключення Г.Ф.Гаузе: види, що займають одну й ту ж екологічну нішу, не можуть стійко співіснувати. Один вид неминуче витіснить інший.
IV. ДИНАМИКА ЕКОСИСТЕМ.
Склад, структура і функціональні параметри екосистем змінюються з плином часу. Розрізняють три головні типи динаміки екосистем:
1 - Сукцесія - послідовна зміна одних угруповань організмів іншими, внаслідок чого
формуються нові біоценози, що найбільшою мірою відповідають умовам даного середовища.
Наприклад, на глибині непроточної водойми внаслідок відсутності кисню частина органічних речовин залишається недоокисненою і не використовується в подальшому колообігу речовин. Нагромаджується мул, водойма міліє, це посилюється також відкладанням глини й піску, які надходять з водозбірної площі. Прибережна водяна рослинність поширюється все далі до центру водойми, утворюються торф'янисті відклади. Водойма поступово перетворюється на болото. Зникають риби і планктон відкритих ділянок. Багато рослин і тварин змінюється іншими видами, більш пристосованими до умов болота. Навколишня наземна рослинність поступово наступає на місце колишньої водойми. Залежно від місцевих умов тут може виникнути лука, ліс або інший тип біогеоценозу.
Сукцесії завжди відбуваються в одному напрямку, тобто біоценоз через деякий час у процесі розвитку не може повернутися до свого попереднього стану. Під час сукцесії зростає видова різноманітність організмів, розгалужується трофічна мережа. Це посилює регуляторні механізми біогеоценозу, знижує ймовірність масового розмноження окремих видів. Процес сукцесії триває до досягнення біогеоценозом значної різноманітності, яка забезпечує стабільність колообігу речовин та енергії (утворюється зрілий (клімаксний) біогеоценоз). У такому біогеоценозі (зі стабільною різноманітністю видів, розвиненими механізмами саморегуляції і здатністю до самовідтворення) поява нових видів або зникнення наявних не спричинюватиме істотних змін його структури.
2 - Флуктуації циклічні зміни в екосистемах під впливом циклічних процесів
(періодів доби, сезонів року, фаз Місяця тощо). Кожна екосистема, залишаючись собою, має зовсім інший вигляд в різні пори року, часто і у різний час доби тощо.
Колосальну інформацію щодо різних аспектів сезонних явищ в природніх екосистемах накопичена фенологією наукою про сезонні явища природи, термінах іх настання і причинах, що визначають ці терміни. Основоположником фенології вважають Р.Ремюра, який в 1735 році встановив залежність сезонного розвитку рослин від різних метеорологічних факторів. В 1748 році К.Лінней запропонував створити мережу пунктів фенологічних спостережень.
3 - Трансформація - зміни екосистем під впливом діяльності людини або іншого потужного чинника впливу. Тому це, здебільшого, деградаційні зміни, що супроводжуються руйнацією екосистем, розбалансуванням внутрішньосистемних процесів. Типовими взірцями трансформованих екосистем є урбанізовані території.
V. ШТУЧНІ ЕКОСИСТЕМИ АГРОЦЕНОЗИ.
Агроценоз (агроекосистема) - штучна екосистема, створена в результаті діяльності людини. Приклади агроценозів: парк, поле, сад, пасовище, присадибна ділянка.
Подібність агроценозу і біогеоценозу - наявність трьох ланок: організмів - виробників, споживачів і руйнівників органічної речовини, круговорот речовин, територіальні і харчові зв'язки між організмами.
Відмінності агроценозу від біогеоценозу - невелике число видів в агроценозі, перевага організмів одного виду (наприклад, пшениці в поле, овець на пасовище), короткі ланцюги харчування, неповний круговорот речовин (значний винос біомаси у виді врожаю), слабка саморегуляція, висока чисельність тваринних окремих видів (шкідників сільськогосподарських чи рослин паразитів).
Агроценози виступають як джерело забруднення навколишнього середовища: біологічного (масове розмноження, спалах чисельності комах-шкідників), хімічного (змивши у водойми надлишку ядохімікатів, добрив, загибель від ядохімікатів комах-запильників, зміна фауни ґрунту під впливом хімічних речовин і ін.). Захист природи від забруднення сільськогосподарським виробництвом дотримання норм і термінів внесення мінеральних добрив, застосування ядохімікатів, нових технологій обробки ґрунту.
За останні 45 років використання мінеральних добрив в світі виросло в 43 рази, а отрутохімікатів у десять разів. 30% інсектицидів, 60% гербіцидів, 90% фунгіцидів, що застосовуються в США здатні викликати рак.
З усієї кількості мінеральних добрив, що вносяться в грунти України, в середньому лише 5 - 10% їх поглинаються рослинами. Решта 90 95% змивається дощами й талими водами, здувається вітрами й потрапляє в річки, озера, грунтові води, стаючи шкідливими компонентами екосистем.
VI. БІОСФЕРА ЯК ГЛОБАЛЬНА ЕКОСИСТЕМА.
Поняття „біосфера” австрійський вчений Едуард Зюсс.
В.І Вернадський біосфера не окрема єдина оболонка Землі, це лише частина її геологічних оболонок, населених живими організмами. Літосфера - на глибину до 4 км у нафтоносних шарах. Атмосфера до озонового шару. Гідросфера крім гарячих джерел.
Біосфера це сукупність усіх біогеоценозів усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку. Біосфера, з одного боку - середа життя, з іншого наслідок життєдіяльності живих організмів.
У цілому біосфера дуже схожа на єдиний гігантський суперорганізм, у якому автоматично підтримується гомеостаз динамічна сталість фізико-хімічних та біологічних властивостей середовища та стійкість його основних функцій. Біосферні зв'язки складалися протягом дуже тривалого часу.
Жива речовина планети сукупність усіх живих організмів нашої планети. Основними її характеристиками є сумарна біомаса, хімічний склад і енергія. Однією з властивостей живої речовини є її постійний обмін з довкіллям, під час якого через організми проходять різні хімічні елементи.
29% поверхні Землі займає суша, а 71% - океан. Але 99% живої речовини зосереджено на суші, і тільки 1% - в океані.
98% живої речовини на Землі складають рослини, а тварини лише 2%.
Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку життя на Землі у природі повинні постійно відбуватись безперервні процеси перетворення її живої речовини.
Біологічний колообіг - це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері.
У біосфері відбувається постійний колообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами при гнитті, надходять у грунт і атмосферу, знову включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами.
В.І.Вернадський підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено 3,5.1019 т біомаси, що майже в 2 рази перевищує масу всієї земної кори, яка становить 2.1019 т.
Літосфера - живі організми беруть участь:
в процесах руйнування гірських порід
утворенні осадових порід (вапняк,мармур, крейда) (радіолярії яшма, опал, халцедон)
утворенні камяного вугілля, торфу
є гіпотези про біогенне походження залізної руди, нафти, природного газу
грунтоутворенні
Гідросфера впливають:
на хімічний склад води, а наземно рослинність
на кругообіг води
Атмосфера організми визначають кількість кисню, вуглекислого газу, азоту та ін.
===================================================================
Словник нових термінів:
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
75505. | Язык SQL. Создание базы данных и таблиц | 64.5 KB | |
Создание базы данных и таблиц. Создание базы данных В различных СУБД процедура создания баз данных обычно закрепляется только за администратором баз данных. В однопользовательских системах принимаемая по умолчанию база данных может быть сформирована непосредственно в процессе установки и настройки самой СУБД. Стандарт SQL не определяет как должны создаваться базы данных поэтому в каждом из диалектов языка SQL обычно используется свой подход. | |||
75506. | Пользовательские права (1С) | 111 KB | |
Пользовательские права 1С В Конфигураторе системы разделены функции создания набора пользовательских прав и создания пользователей. Количество наборов пользовательских прав в системе практически не ограничено. Доступ к списку наборов прав текущей конфигурации осуществляется через закладку Права окна Конфигурация. Внешний вид списка наборов прав зависит от положения переключателей Список Таблица в меню Действия главного меню Конфигуратора. | |||
75507. | Характеристика языка SQL. Структура запроса к базе данных | 49 KB | |
Например обозначение SC DESC указывает можно выбрать один из терминов SC или DESC; когда же один из элементов выбора заключен в квадратные скобки то это означает что он выбирается по умолчанию так [SC] DESC означает что отсутствие всей этой конструкции будет восприниматься как выбор SC; точка с запятой ; завершающий элемент предложений SQL; запятая используется для разделения элементов списков; пробелы могут вводиться для повышения наглядности между любыми синтаксическими конструкциями предложений SQL; прописные... | |||
75508. | Формирование и ввод исходных данных в системе 1С: Предприятие | 23.5 KB | |
Внимательно изучить нижеследующие задания и осуществить первичное заполнение справочников. В Плане счетов (меню «Операции» → раздел «План счетов») ввести активно-пассивный счет 38 «Пробный счет», который будет иметь количественный учет и субконто «Резервы». | |||
75509. | Средства разработки приложений БД | 28 KB | |
Средства разработки приложений БД Программы с помощью которых пользователи работают с базой данных называются приложениями. В общем случае с одной базой данных могут работать множество различных приложений. Например если база данных моделирует некоторое предприятие то для работы с ней может быть создано приложение которое обслуживает подсистему учета кадров другое приложение может быть посвящено работе подсистемы расчета заработной платы сотрудников третье приложение работает как подсистемы складского учета четвертое приложение... | |||
75510. | Регистрация хозяйственных операций (1С) | 21 KB | |
Ведение финансово-хозяйственных операций неразрывно связан с регистрацией первичных документов и формированию на их основ бухгалтерских проводок. Документы одного вида группируются в журнал. Кроме обычных журналов объединяющих все документы определенного вида видов существует общий журнал в который попадет все документы. Документ может находиться в двух состояниях не проведен и проведен. | |||
75511. | Порядок разработки таблицы базы данных в СУБД MS Access | 125.5 KB | |
В поле этого типа ccess автоматически нумерует строки таблицы в возрастающей последовательности. Каждое поле обладает индивидуальными свойствами по которым можно установить как должны сохраняться отображаться и обрабатываться данные. | |||
75512. | Понятие отчета в СУБД Access и его основных элементов | 117 KB | |
Отчеты представляют собой наилучшее средство представления информации из базы данных в виде печатного документа. По сравнению с другими методами вывода данных на печать отчеты обладают двумя принципиальными преимуществами... | |||
75513. | Пояснить создание и настройку отчета в режиме конструктора СУБД Access | 22.5 KB | |
Настройка отчетов Чтобы изменить размер выделенного элемента управления можно воспользоваться маркерами изменения размера находящимися на сторонах в нижних углах и в правом верхнем углу. Для перемещения невыделенного элемента управления используйте указатель мыши. Если элемент управления имеет присоединенную надпись она перемещается вместе с ним. перемещать элемент управления и присоединенную надпись можно независимо друг от друга с помощью маркеров перемещения расположенных в левых верхних углах элемента управления и надписи. | |||