Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Факторы по отличительным свойствам среды:Ò метеорологические (климатические) Ò геологические Ò миграционные (биогеографические), Ò гидрологические, Ò антропогенные Ò Общие законы действия факторов среды на организмы Ò Закон оптимума Ò Диапазон толерантности Ò Лимитирующие факторы Ò Закон минимума ЛИБИХА
При стационарном состоянии лимитирующим будет то жизненно важное вещество или фактор, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Ò Стеноэки и эвриэки Ò Стеноэки (специализированные виды, узкий диапазон толерантности) Ò эвриэки (широкий диапазон толерантности) По отношению к какому-либо фактору: Ò температура – стенотермные и эвритермные Ò соленость – стеногалинные и эвригалинные Ò влажность – стеногидрические и эвригидрические Ò пища – стенофаги и эврифаги Ò местообитание – стеноойкные и эвриойкные Ò Функции отклика Ò Взаимодействие факторов Ò Один и тот же фактор в сочетаниис другими оказывает неодинаковоеэкологическое воздействие. Наоборот, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, увядание растений можно приостановить путем как увеличения количества влаги в почве, так и снижением температуры воздуха, уменьшая испарение. Создается эффект частичноговзаимозамещения факторов. Ò Трофические факторы Ò АВТОТРОФЫ (фотосинтетики и хемосинтетики) Ò ГЕТЕТРОФЫ (сапрофиты и голозои). Ò Голозои: Сапрофаги – питаются мертвыми растительными остатками Фитофаги – потребители живых растений Зоофаги – нуждающихся в живой животной пище  Некрофагов – трупоядных животные Ò Способ добывания пищи: - фильтраторы, собиратели, пасущиеся, хищники Ò периодические и непериодические факторы ПЕРИОДИЧЕСКИЕ: Ò Суточные - приспосабливают организмы к смене дня и ночи Ò Годовые - приспособление вида к смене условий в течение года. Фотопериод. Ò Приливно-отливные - приспосабливают к отсутствию воды во время отлива НЕПЕРИОДИЧЕСКИЕ: Ò изменение погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера – бури, ливни, обвалы. Ò температура Ò Криофилы - противостояние замерзанию (резистентность) и устойчивость к замерзанию (толерантность). Термофилы. Ò Теплокровные – гомойотермные (самоподдерживающие) и холоднокровные – пойкилотермные (зависящие от температуры окр.среды) Пойкилотермные: хемойтермные гелиотермные. Ò ЗОНАЛЬНОСТЬ ТЕМПЕРАТУРЫ Ò СВЕТ Ò Для экологов важны качественные признаки света (длина волны или цвет), интенсивность (действующая энергия в калориях) и продолжительность воздействия. Лучистая энергия, достигающая земной поверхности в ясный день, состоит примерно Ò на 10% из ультрафиолетового излучения, Ò на 45 % - из видимого света Ò на 45 % - из инфракрасного излучения. Ò Эффективность падающей радиации Ò Для экосистемы наиболее важна суммарная солнечная радиация, попадающая на автотрофный ярус экосистемы. ПРОДУКЦИЯ/РАДИАЦИЯ, ПОПАДАЮЩАЯ НА ЛИСТЬЯ = P/Le ≈ 1 % Ò Радиация, используемая растениями для фотосинтеза – ФАР ПРОДУКЦИЯ/ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНАЯ РАДИАЦИЯ Р/ФАР ≈ 2 % Ò факторы, снижающие эффективность использования солнечной радиации Ò Недостаток воды, ограничивающий скорость фотосинтеза; Ò Нехватканеобходимых минеральных солей,замедляющая скорость образования фотосинтезирующей ткани и снижающая эффективность фотосинтеза; Ò Летальная или слишком низкая для роста температура; Ò Недостаточноеразвитие почвы; Ò Падение значительной части радиации на голую землюиз-за недостаточной сомкнутости полога (это может происходить из-за сезонности появления листвы, объедания фитофагами или уничтожения вредителями и болезнями). Ò Экологические группы растений Ò Светолюбивые или гелиофиты– растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний. Это степные растения, различные агрокультуры, (кукуруза, бобовые, сахарный тростник). Ò Тенелюбивые или сциофиты– растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения, они плохо переносят освещение прямыми солнечными лучами. (Плауны, которые могут расти только в условиях сильного затенения, для высших растений это растения напочвенного покрова темнохвойных лесов, кислица, майник, грушанка); Ò Теневыносливые или факультативные гелиофиты– могут переносить затенение, но хорошо растут и на свету. К этой группе можно отнести некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах и опушках. Ò Вода. Влажность Ò Количество осадков, влажность,иссушающие свойства и доступный запас грунтовые воды – основные величины, измеряемые при изучении этого фактора. Ò По количеству годовых осадковможно определить основной тип растительности, мм Ò 0-250 пустыня Ò 250-750 редколесье Ò 750- 1250 сухой лес Ò более 1250 влажный лес Ò влажность Влажность : Ò абсолютная (кол-во водяного пара в воздухе в граммах воды на килограмм воздуха, например); Ò относительная (по отношению к максимально возможному насыщению при данной температуре). Ò Экологические группы растений Ò Ксерофиты– растущие в засушливых условиях, --- суккуленты (растения с сильноразвитой водозапасающей паренхимой в разных органах, кактусы, молочаи, алоэ), склерофиты (сухие на вид, часто с мелкими листьями, разные ковыли, эдельвейсы, типчак ); Ò Мезофиты–растения бореальной зоны. Они могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Вечнозеленые деревья тропических лесов, лиственные породы лесов умеренного пояса, травянистые растения широкотравья, большинство культурных растений. Ò Гидрофиты – растения, обитающие во влажной среде обитания, субтропические виды или растения нижних ярусов сырых лесов, такие как цирцеяальпийская, бодяк огородный. Ò Гигрофиты – приводные растения, такие как сфагнум. Ò соленость Ò Соленость - общее количество минеральных веществ (т.е. сухой остаток) в 1 кг морской воды. Выражается в граммах на килограмм морской воды (одна тысячная часть, или промилле, обозначается ‰). По степени солености естественные водоемы условно подразделяются на Ò пресные менее 0,5 промилле Ò солоноватые 0,5-16 промилле Ò соленые более 16 промилле, обычно 32-38, в среднем 35 промилле. Зона быстрого возрастания солености - зона галоклина Флуктуации : Ò испарение с поверхности моря; Ò выпадение осадков; Ò приток материковых вод; Ò горизонтальный перенос водных масс течениями; Ò интенсивности вертикального перемешивания слоев; Ò процессы льдообразования и таяния льдов. Ò соленость Ò Существует минимум соленостиоколо экватора и два максимумавблизи 20 с.ш. и 20 ю.ш. Ò Появление двух максимумов связано с высокой скоростью испарения вследствие высоких температур воздуха и воздействие сильных пассаттропических областей (воздушные течения в тропосфере в области океанов между 23-30 широт в каждом полушарии). Ò Ò Гомойосмотические и пойкилоосмотический животные Ò Пойкилосмотические–давление крови и соков их тела следует за осмотическим давлением окружающей среды, их покровы проницаемы (цианобактерии и низшие растения, а также большинство морских беспозвоночных животных). Ò Гомойосмотические – пресноводные и морские организмы, развитие органов выделения у которых позволяет им поддерживать давление своей внутренней среды (т.е. соков и крови) выше давления окружающей среды (высшие раки, моллюски, насекомые ). Ò Экологическая ниша Ò Экологическая ниша - функциональную роль организма в сообществе (его трофическое положение и положение относительно градиентов внешних факторов - температуры, света, влажности и других условий существования). Ò Хатчинсон показал, что нишу можно рассматривать как многомерное пространствоили гиперобъем, в пределах которого условия среды позволяют существовать особи или виду неопределенно долго. Ò Характеристики - ширинаниши и перекрываниениши с соседними. Ò Фундаментальная и реализованнаяниши.
Ò Современные проблемы биологии и экологии. Ò Лекция 6. Ò ПОПУЛЯЦИЯ Ò Популяция - это любая группа организмов одного вида, в течение продолжительного времени занимающая определенное пространство и функционирующая как часть биологического сообщества. Внутри популяции особи обмениваются генетической информацией. Ò Размер местообитания популяции - в экологии популяций допустимо предположение, что границы ареала популяции могут совпадать с пространственными границами экосистемы. Ò Характеристики популяции СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ Ò Статические или биологические свойстваприсущи как популяции, так и составляющим ее особям. Эти свойства характеризуют жизненный цикл популяции. Популяция имеет определенную организацию и структуру, которую можно описать. Ò Характеристики популяции Ò Динамические или групповые свойства популяции могут характеризовать только популяцию в целом - рождаемость, смертность, скорость роста популяции.Особь рождается, стареет, умирает, но применительно к особи нельзя говорить о рождаемости, смертности, возрастной структуре - это характеристики только группового уровня. Ò СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ò Численность - число особей данного вида, полученное при пересчете тем или иным методом (тотальный учет, пробные площадки, метод мечения) Ò Биомасса - суммарный вес популяции, для животных эта сумма веса всех организмов, для растений - урожай на корню. Ò Плотность– численность или биомасса популяции, отнесенная к некоторой единице пространства. Обычно ее выражают числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объема Плотность средняя - численность или биомасса, отнесенная ко всему пространству. Плотность удельная - то же, но отнесенная к единице обитаемого фактически в данный момент пространства. Ò СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ò Возрастная структура - быстрорастущие, стабильные и уменьшающиеся популяции При определении возрастной структуры у растенийможно выделить следующие периоды: 1. Период от прорастания семян до первого плодоношения; 2. Период плодоношения; 3. Старческий период, когда растения представлены особями, у которых прекращено плодоношение и усилены деструктивные процессы, т.е. процессы опада и отпада. Ò Если фитопопуляции представлена всеми возрастными группами – то она называетсянормальной. Ò Если же в популяции преобладают старые особи, то ее называют регрессивной.Такая популяция не способна к самоподдержанию и зависит от заноса зачатков извне. Ò Возрастная структура Ò Единый возраст Ò Все особи близки по возрасту и примерно одновременно проходят очередные этапыжизненного цикла. Ò Разные генерации Ò В популяции животных особи размножаются многократно и живут долго, возникает относительно устойчивая структура популяции, с длительным сосуществованием разных поколений. Ò СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ò ПОЛОВОЙ СОСТАВ Соотношение полов в популяции. Ò Первичное соотношение полов определяется генетическими механизмами - равномерностью расхождения половых хромосом. Ò Вторичное соотношение полов - это соотношение полов на момент рождения (среди новорожденных). Ò Третичное соотношение полов - это соотношение полов среди взрослых животных. Ò 3 возрастные группы: пререпродуктивная, репродуктивная пострепродуктивная Ò ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Рождаемость - способность популяции к увеличению численности. Ò Максимальная рождаемость - теоретически максимальная скорость образования новых особей в идеальных условиях. Ò Экологическая, или реализованная рождаемость, (или просто рождаемость) обозначает увеличение численности популяции при фактических условиях среды. Рождаемость выражают: Ò либо как скорость = общее число вновь появившихсяорг-в/ время - абсолютная рождаемость.Например, 100 особей в час, или 1000 особей в год. Ò либо как число вновь появившихся особей в единицу времени/ 1 особь популяции - удельная рождаемость. Представим популяцию из 50 простейших в объеме воды, размножающуюся путем деления. Через час ее численность стала 150 особей. Абсолютная рождаемость – 100 особей/час. Удельнаярождаемость - 2 особи/час(по отношению к 1 организму популяции). Ò ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Смертность - антитеза рождаемости, отражает гибель особей в популяции. Ò Минимальная смертность - она представляет собой смертность в идеальных условиях, когда нет лимитирующих факторов Ò Экологическая смертность - гибель особей в данных условиях среды. Ò Смертность выражают числом особей, умерших за единицу времени -абсолютная, или в пересчете на одну особь - удельная. Ò Кривые выживания 1.Большее число особей имеет одинаковую продолжительность жизни и потом умирает в течение очень короткого отрезка времени 2.Коэффициент смертности остается постоянным на протяжении всей их жизни 3. Сильно вогнутые кривые, Отражающие высокую смертность особей в раннем возрасте. Ò ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ò Эмиграция – количество особей, покинувших популяция за определенный отрезок времени; Ò Иммиграция– количество особей, прибывших в популяцию за определенный промежуток времени. Ò Изменение численности популяции за период времени ∆ t = t2 – t1 ∆ N = B – D + I – E, Рождаемость Смертность Иммиграция Эмиграция Ò В стабильной популяциитемпы рождаемости и смертности сбалансированы. Плотность популяции незначительно отличается от какой-то средней величины. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается. Ò В растущей популяциирождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения.. При переуплотнении у растений начинается самоизреживание популяций, у животных начинается миграция на сопредельные свободные участки. Ò Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость вновь повышается и популяция из сокращающейся может стать растущей. Ò Скорость роста популяции Ò ∆ N = B – D + I – E, Ò Изменение численности популяции за отрезок времени ∆ t - dN/dt Ò Начальная численность – N0 Ò Скорость роста =(b-d)* N0 Ò Удельная скорость роста или «биотический потенциал» r = b – d «r»вычисляют как максимально возможный прирост популяции ∆ N за отрезок времени ∆ t , отнесенный к одной особипри начальной численности N0 Ò КРИВЫЕ РОСТА ПОПУЛЯЦИЙ Ò Экспоненциальный рост Ò r - биотический потенциал Ò Логистический рост Ò К – емкость среды Ò Типы колебаний численности Ò Не зависящие от плотности -пожары, наводнения, ураганы и засухи часто приводят к катастрофической смертности Зависящие от плотности -некоторые биотические факторы, такие как конкуренция, паразиты, патогенные организмы.
Периодические -совершаются в течение сезона или нескольких лет с определенным периодом. Непериодические–вспышки массового размножения некоторых вредителей полезных растений, при нарушениях условий среды обитания Популяционные волны. Ò Типы колебаний численности Можно выделить три основных типа динамики численности популяций : 1. Стабильный тип (А)– небольшой размах колебаний численности. 2. Флюктуирующий тип (Б)– колебания происходят в значительном интервале плотностей, различающихся на один-два порядка. 3. Взрывной тип (В) – с вспышками массового размножения Ò СТРАТЕГИЯ ВЫЖИВАНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ Разработаны Мак-Артуром (1967. Успешное выживание и воспроизводство вида возможно либо Ò путем совершенствования адаптированностиорганизмов и их конкурентноспособности – К стратегия Ò путем интенсификации размножения, что компенсирует повышенную гибель особей и в критических ситуациях позволяет быстро восстановить численность – R стратегия Ò СТРАТЕГИЯ ВЫЖИВАНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ Ò R-стратегия Ò «отборнаколичество» Основные признаки r-видов: Ò высокая плодовитость, Ò короткое время регенерации, Ò высокая численность, Ò обычно малые размеры особей (у растений мелкие семена), Ò малая продолжительность жизни, большие траты энергии на размножение, Ò кратковременность местообитаний, Ò низкая конкурентоспособность. Ò К-стратегия «отборнакачество»,повышениеустойчивости Основныепризнаки К-видов: Ò низкаяплодовитость, Ò значительнаяпродолжительностьжизни, Ò крупные размеры особей и семян, мощные корневые системы, Ò высокая конкурентоспособность, устойчивость на занимаемой территории, Ò высокаяспециализацияобразажизни. Ò забота о потомстве Ò жизненные стратеги растений (по Л.Г.Раменскому) Виоленты (силовики) – энергично развиваясь, они захватывают территорию и удерживают ее за собой, подавляя соперников полнотой использования ресурсов среды аналоги К-стратегии.
Патиенты (выносливцы) – в борьбе за выживание они берут не энергией жизнедеятельности и роста, а своей выносливостью к крайним условиям (ксерофиты – типчак, тенелюб – кислица) - переходная стратегия. Эксплеренты(заполняющие) – имеют очень низкую конкурентную мощность, но зато они способны очень быстро захватывать освобождающиеся территории, выполняя промежутки между сильными растениями, Аналоги R-стратегии R К Ò виоленты высокое высокое Ò патиенты низкое высокое Ò эксплеренты высокое низкое Ò Типы пространственного распределения Ò Равномерный тип распределения (А).Характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина дисперсии меньше среднего расстояния между особями: σ2/m < 1. Ò Случайный тип распределения(Б).Особи распределены в пространстве неравномерно, случайно. Величина дисперсии равна среднему расстоянию между особями σ2/m ~ 1. Ò Групповой тип распределения(В).Образование групп особей, между которыми остаются достаточно большие пустые территории. Дисперсия превышает величину среднего расстояния между особями σ2/m > 1. Ò Взаимодействие популяций Ò + + Симбиоз: мутуализм (связь благоприятна для обеих популяций, но по отдельности они существовать не могут) или протокооперация (обе популяции получают выгоду, но эти отношения необязательны) Ò + - Хищничество или паразитизм – одна популяция нападает на другую, но и сама зависит от объекта своего нападения Ò + 0 Комменсализм - одна извлекает пользу, другой это безразлично Ò - - Конкуренция – обе популяции подавляют друг друга Ò - 0 Аменсализм – одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния Ò 0 0 Нейтрализм – ассоциация двух популяций не сказывается ни на одной их них. Ò НЕЙТРАЛИЗМ (0,0) Ò Популяции двух видов (i-того и j-того) связаны отношением нейтрализма, если они не оказывают непосредственного воздействия друг на друга. Ò Комменсализм (+, 0) Ò Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяина, называют еще Нахлебничеством Ò Особенно развито использование убежищ либо в гнездах, либо в телах других видов. Такой комменсализм называется квартиранством Ò Протокооперация (+, +) Ò Факультативный симбиоз Кишечнополостные прикрепляются к спинам крабов, маскируя и защищая их (стрекательные клетки), в свою очередь питаясь остатками пищи и используя краба как средство передвижения. Ò мутуализм (+, +) Облигатный симбиоз Ò Наиболее важные мутуалистические взаимодействия возникают между авто- и гетеротрофами, когда определенный гетеротроф становится полностью зависимым от конкретного автотрофа в отношении пищи, при этом существование автотрофа зависит либо от защиты, минерального обмена гетеротрофа. Ò КОНКУРЕНЦИЯ(- , -) Проявляется Ò 1. как взаимное конкурентное подавление, при котором обе популяции активно подавляют друг друга; Ò 2. как конкуренция за общий ресурс, при котором каждая популяция косвенно отрицательно воздействует на другую в борьбе за дефицитный ресурс. Тенденция к экологическому разделению, наблюдаемая у близкородственных или сходных в иных отношениях видов, известна как принцип конкурентного исключения или принцип Гаузе. Ò КОНКУРЕНЦИЯ(- -) |
||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 615. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |