Закономерности биоразнообразия.
Сформулированные немецким гидробиологом Августом Тинеманом законы экологического разнообразия, согласно которым:
- чем разнообразнее условия существования в пределах биотопов (больше размерность экологической ниши), тем больше число видов в данном биоценозе;
- чем больше отклоняются от нормы (оптимума) условия существования в пределах биотопа, тем беднее видами становится биоценоз и тем больше особей будет иметь каждый из «оставшихся» видов (этот принцип Ю.И. Чернов называет правилом компенсации).
Таким образом, число особей и число видов связаны обратной зависимостью. Данный принцип сформулирован и как правило Крогеруса.
Постулаты видового обеднения.
Основные закономерности, которые автоматически осуществляются в ходе нарушения экологического разнообразия в сообществе и которые необходимо учитывать в процессе хозяйственной деятельности (борьба с вредителями, акклиматизация и пр.).
1) нарушение консорционной целостности (с исчезновением вида консорта-детерминанта, образующего консорцию, исчезают и многие виды-консорты; "никто не гибнет в одиночку");
2) вновь внедрившийся вид приводит к перераспределению пространства экологических ниш сообщества, сужает возможности менее конкурентоспособных видов и тем самым «подталкивает» их к исчезновению или сокращению численности ("незваный гость хуже...");
3) при исчезновении трофической цепи (сети) видов возникает новая трофическая цепь (сеть) из видов-аналогов, позволяющая перерабатывать поступающую извне энергию, но зачастую более «бедная» по экологическо-му разнообразию ("свято место пусто не бывает");
|
|
|
4) с антропоцентристской точки зрения замена видов или трофических цепей (сетей) может быть в хозяйственном плане как желательна, так и нежелательна, причем второе происходит чаще (следует учитывать большую «реактивность» рудеральных видов при «освобождении» пространства экологических ниш; "старый друг лучше новых двух" – в этом проявляется третий закон-афоризм экологии Б. Коммонера – природа «знает» лучше).
Правило Крогеруса о доминировании видов в экстремальных условиях: в биотопах с экстремальными условиями, как правило, доминируют узкоспециализи-рованные виды с относительно большим количеством особей.
В качестве примеров можно назвать: процесс «цветения» водохранилищ равнинного типа (массовое развитие сине-зеленых водорослей в условиях повышенного загрязнения водоемов); и периодическое массовое развитие в тундре всего двух видов грызунов (леммингов)
Правило Декандоля-Уоллеса.
По мере продвижения с севера на юг, как правило, наблюдается увеличение видового разнообразия сообществ.
|
|
|
Правило независимо друг от друга сформулировали А. Декандоль в 1855 г. и А. Уоллес в 1859 г.
Правило Дарлингтона.
Уменьшение площади острова в десять раз, как правило, сокращает число живущих на нем животных (в частности, амфибий и рептилий) вдвое.
Энергетическая структура экосистемы
С точки зрения трофических отношений экосистема состоит из двух групп организмов:
- автотрофных (самостоятельно «питающихся», осуществляющих, в основном, фиксацию световой энергии и использующих простые неоргани-ческие вещества для построения сложных веществ)
- гетеротрофных (питающихся другими, для которых характерны утилизация, перестройка и разложение сложных веществ).
Это разделение было предложено немецким биологом Вильгельмом Пфеффером.
В составе экосистемы выделяют следующие компоненты:
- неорганические вещества (С, N, Р, CO2, H2O и т.д.);
- органические вещества (белки, углеводы, липиды, гуминовые кислоты и т.д.);
- климатический режим (температура и другие физические факторы);
- продуценты (автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, которые способны создавать пищу из простых неорганических веществ);
|
|
|
- макроконсументы или фаготрофы (гетеротрофные организмы, главным образом животные, которые поедают другие организмы или частицы органического вещества);
- микроконсументы, сапрофиты, редуценты или осмотрофы (гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые: разрушают сложные органические соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения, высвобождают неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами, а также органические вещества, способные служить источниками энергии для других биотических компонентов экосистемы).
Р. Вигерт и Д. Оуэнс разделяют гетеротрофов на две группы (учитывается разрыв во времени между потреблением живого и мертвого вещества):
1) биофаги (биотрофы; организмы, поедающие другие живые организмы);
2) сапрофаги (сапротрофы; организмы, питающиеся мертвым органическим веществом).
Пищевые цепи.
Внутри экосистемы органические вещества создаются автотрофными организмами (например, растениями). Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется пищевой цепью; каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем.
|
|
|
Организмы первого трофического уровня называются первичными продуцентами. На суше большую часть продуцентов составляют растения лесов и лугов; в воде это, в основном, зелёные водоросли. Кроме того, производить органические вещества могут синезелёные водоросли и некоторые бактерии.
Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего трофического уровня – вторичными консументами и т. д.
Первичные консументы – это травоядные животные (многие насекомые, птицы и звери на суше, моллюски и ракообразные в воде) и паразиты растений.
Вторичные консументы – это плотоядные организмы: хищники либо паразиты.
Существует ещё одна группа организмов, называемых редуцентами.
Это сапрофиты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых растений и животных (детритом). Детритом могут также питаться животные (детритофаги), ускоряя процесс разложения остатков. Детритофагов, в свою очередь, могут поедать хищники. В отличие от пастбищных пищевых цепей, начинающихся с первичных продуцентов (то есть с живого органического вещества), детритные пищевые цепи начинаются с детрита (то есть с мёртвой органики).
В схемах пищевых цепей каждый организм представлен питающимся организмами какого-то определённого типа. Действительность намного сложнее, и организмы (особенно, хищники) могут питаться самыми разными организмами, даже из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети.
Экологические пирамиды.
Закон пирамиды чисел: число индивидуумов в последовательности трофических уровней убывает и формирует пирамиду чисел.
В трофических цепях, где энергия передается в основном через связи системы «хищник – жертва», закон пирамиды чисел наблюдается особенно отчетливо: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается.
Закон пирамиды биомасс: пирамиды биомасс представляют более фундаментальный интерес, так как они дают «...картину общего влияния отношений в пищевой цепи на экологическую группу как целое»
Закон пирамиды продуктивности. Пирамида продуктивности - более стабильная пирамида, чем пирамида чисел или пирамида биомасс, которая в значительно бóльшей степени отражает последовательность трофических уровней.
Отношение каждого уровня пирамиды продуктивности к ниже расположенному интерпретируется как эффективность.
Понятие консорции.
Консорция – основная ячейка трансформации энергии в экосистеме, являющаяся ее структурной частью.
В качестве ядра индивидуальной консорции обычно выступает автотрофное растение-эдификатор, компонентами (видами-консортами) являются непосредственно связанные с ним (трофически и топически) организмы.
Ядром популяционной консорции является вся популяция или вид в целом (например, темнохвойные деревья пихты).
Понятие биосферы.
Биосфера – оболочка Земли, населенная живыми организмами, активно ими преобразуемая.
Термин «биосфера» появился в науке в 1875 г., однако первые представления о биосфере складывались уже в начале XIX в.
Эти первые представления были, в частности, отражены в работе Ламарка. Не пользуясь понятием «биосфера», он писал, что «все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов».
Термин «биосфера» первым ввёл в 1875 г. австрийский геолог Эдуард Зюсс, а учение о биосфере было создано в 1926 г. Владимиром Ивановичем Вернадским.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 877; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!