- •1. Острота экологических проблем. Важность экологических знаний в современной обстановке.
- •2. Экология как междисциплинарная наука, её связь с естественными и гуманитарными дисциплинами.
- •4. История развития экологии. Экология 19-20 столетий. Роль отечественных учёных в развитии экологии.
- •5. Методы экологии. Наблюдение, эксперимент, теоретический анализ. Полевые и лабораторные исследования. Моделирование. Математические методы в экологии.
- •6. Экосистема как центральное понятие экологии. Основные структурные компоненты экосистемы и принципы их взаимодействия.
- •7. Среда. Экологические факторы. Условия существования. Классификация экологических факторов и её условность.
- •8. Основные закономерности действия экологических факторов.
- •9. Свет как экологический фактор. Солнечная радиация, её физическая природа и состав. Распределение солнечной радиации в биосфере.
- •10. Роль света в жизни растений и животных. Классификация растений и животных по отношению к световому режиму. Основные адаптации растений и животных к различным световым режимам.
- •11. Фотопериодизм в жизни растений и животных как проявление биоритмов.
- •12. Фитоценотическое значение света в формировании сухопутных и водных экосистем. Ярусность фитоценозов, внеярусные растения леса. Световые пояса в океане.
- •13. Тепло как экологический фактор. Распределение тепла в биосфере. Климат и климатические зоны. Микроклимат, фитоклимат. Тепловые границы жизни.
- •14. Значение тепла для растений. Адаптации растений к низким и высоким температурам, морозоустойчивость, холодостойкость. Формообразующее значение тепла у растений.
- •16. Вода как экологический фактор. Физические и химические свойства воды и их значение в жизнедеятельности растений и животных.
- •17. Вода в наземных условиях. Влажность, осадки в различных климатических зонах. Классификация наземных растений и животных по отношению к различным условиям влажности.
- •18. Вода как среда жизни. Гидробионты и их адаптации к водной среде. Планктон, нейстон, нектон, бентос, перифитон.
- •19. Почва как среда обитания. Общая характеристика, механический состав и классификация почв.
- •20. Химический состав почв. Кислотность почв, основные макро- и микроэлементы, их значение в формировании структуры почвы и в питании растений.
- •21. Засоление почв. Классификация почв по степени засоления. Виды засоления. Адаптации растений к засолению. Облигатные и факультативные галофиты, гликофиты.
- •22. Органические вещества и живые организмы почвы. Микро-, мезо-, макро- и мегафауна почвы. Адаптации организмов (животных и растений) к условиям обитания в почве.
- •24. Экологическая классификация организмов. Жизненные формы растений и животных.
- •25. Популяция, популяционная структура вида, типы популяций.
- •26. Половая структура популяции. Формирование пола у растений и животных. Половое и вегетативное размножение. Партеногенез.
- •27. Возрастная структура популяций растений. Особенности роста и фазы развития. Продолжительность отдельных фаз их жизненность.
- •28. Возрастная структура популяций животных.
- •29. Пространственная и этологическая структура популяций. Территориальное поведение. Одиночный, семейный, стадный и стайный образы жизни.
- •30. Динамика популяций. Рождаемость, плодовитость, смертность. Скорость роста популяции, продуктивность. Гомеостаз. Волны жизни.
- •31. Биоценоз. Различия между организменным и биоценотическим уровнем организации. Основные свойства биоценоза.
- •32. Видовое многообразие и видовое разнообразие. Показатель Шеннона. Доминирование.
- •33. Встречаемость. Обилие. Коэффициенты видового сходства и различия.
- •35. Межвидовые отношения. Типы отношений по Беклемишеву. Классификация отношений по степени взаимовыгодности. Условность классификации отношений.
- •36. Экологическая ниша. Правило экологического исключения Гаузе. Экологические эквиваленты и викарирующие виды. Параллелизм. Местообитание.
- •37. Энергия как источник всех процессов в экосистеме. Основные законы превращения энергии. Открытые, закрытые и изолированные системы в природе. Измерение энергии.
- •38. Экосистема как открытая природная система. Преобразование энергии в экосистеме. Трофические уровни, пищевые цепи и сети.
- •39. Продуктивность трофического звена. Виды продукции трофического уровня и соотношения между ними. Коэффициент усвоения. Коэффициент использования пищи.
- •40. Правило 10%, Экологические пирамиды чисел, биомассы и энергии. Обращенные пирамиды.
- •41. Продуктивность и виды продукций экосистемы. Первичная, вторичная и чистая продукция экосистемы. Примеры продуктивности различных экосистем.
- •42. Круговорот веществ в экосистеме. Пастбищный и детритный пути круговорота веществ.
- •43. Определение продуктивности водной экосистемы методом светлых и тёмных склянок.
- •44. Время как форма существования живой материи. Биоритмы внешние и внутренние. Суточные, приливно-отливные, сезонные и другие периодические процессы в биосистемах.
- •45. Развитие экосистем. Циклические и нециклические (необратимые) поступательные изменения экосистем. Сукцессии первичные и вторичные. Климакс.
- •46. Изменение энергетических характеристик экосистемы в процессе сукцессии. Пространственные сукцессии. Сезонные сукцессии.
- •47. Биомный уровень организации живого. Факторы, определяющие формирование природно-климатических зон и биомов биосферы. Основные типы биомов.
- •48. Биомы тропической и субтропической зон.
- •49. Биомы зон умеренного и холодного климата. Интразональные биомы.
- •50. Учение о биосфере Вернадского. Определение биосферы, её структура и границы.
- •51. Виды вещества в биосфере по Вернадскому. Химический состав организмов и окружающей среды.
- •52. Геохимические функции живого.
- •53. Условия на первобытной земле и зарождение жизни. Этапы эволюции жизни. Основные биогеохимические принципы.
- •54. Круговорот углерода и кислорода. Фотосинтез. Атмосфера, её строение и функции.
- •55. Литосфера, осадочный цикл круговорота веществ. Большой и малый круговороты веществ. Иерархия круговоротов веществ.
- •56. Круговороты азота.
- •58. Ноосфера и социогеосфера. Взаимодействие общества и природы.
- •59. Возникновение и разрешение экологических проблем в истории человеческой цивилизации.
- •60. Методы и формы экологического образования и воспитания в школе.
36. Экологическая ниша. Правило экологического исключения Гаузе. Экологические эквиваленты и викарирующие виды. Параллелизм. Местообитание.
Экологическая ниша – место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования. Понятие «экологическая ниша» ввел в 1917 г. Гринелл. Экологическая ниша – не просто физическое пространство, занимаемое организмом, это абстрактное понятие, область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго. Она включает химические, физические, физиологические и биотические факторы, необходимые организму для жизни, и определяется его морфологической приспособленностью, физиологическими реакциями и поведением.
В разных частях света и на разных территориях встречаются неодинаковые в систематическом отношении, но экологически сходные виды (параллелизм). ПРИМЕР. Травянистая и лесная растительность Австралии по видовому составу существенно отличается от растительности сходного климатического района Европы или Азии, но растения-продуценты в и там и там выполняют аналогичную функцию. Типы экологических ниш: Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе – реализованной. Реализованная ниша – это та часть фундаментальной ниши, которую данный вид, популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе.
Правило Гаузе – виды, обитающие в сходной экологической среде не занимают одну нишу. Организмы, занимающие одну и ту же или близкие экологические ниши в разных географических областях, называются экологическими эквивалентами. Виды, занимающие эквивалентные ниши в соприкасающихся областях, обычно близкородственны таксономически, однако в очень удаленных или изолированных друг от друга областях они чаще не бывают близкородственными. Эквивалентные функциональные ниши оказываются занятыми теми биологическими группами, которые имеются в фауне и флоре данной области. Так, степной тип экосистемы развивается повсюду, где имеется степной климат, но виды злаков и травоядных животных могут быть совершенно различными, особенно в очень далеких друг от друга областях.
Викарионтные виды – сходные близкородственные виды, но не обитающие в одной экосистеме. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав, так как в них одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Это виды, выполняющие одни и те же функции в сходных биоценозах. Например, одну и ту же экологическую нишу занимают куница в европейской и соболь в азиатской тайге, бизоны в прериях Северной Америки, антилопы в саваннах Африки. Экологические виды – неблизкородственные виды в одной экосистеме (Волк – коршун).
37. Энергия как источник всех процессов в экосистеме. Основные законы превращения энергии. Открытые, закрытые и изолированные системы в природе. Измерение энергии.
Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном итоге вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т. е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах - это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть. Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов. Врагами тлей, например, служат личинки и жуки божьих коровок, личинки мух-сирфид, пауки, насекомоядные птицы. Хищники обычно легко переключаются с одного вида жертв на другой, а многие, кроме животной пищи, способны потреблять в некотором количестве и растительную. Таким образом, трофические сети в биоценозах очень сложные и создается впечатление, что энергия, поступившая в них, может долго мигрировать от одного организма к другому.
На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4-6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов. Такие ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания.
Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень - это всегда продуценты, создатели органической массы; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, - к третьему; потребляющие других плотоядных - соответственно к четвертому. Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания. Естественно, что основную роль при этом играет пищевая специализация консументов. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях. Энергетический баланс консументов складывается следующим образом. Поглощенная пища обычно усваивается не полностью. Неусвоенная часть вновь возвращается во внешнюю среду (в виде экскрементов) и в дальнейшем может быть вовлечена в другие цепи питания. Процент усвояемости зависит от состава пищи и набора пищеварительных ферментов организма. У животных усвояемость пищевых материалов варьирует от 12-20% (некоторые сапрофаги) до 75% и более (плотоядные виды). Энергетические затраты на поддержание всех метаболических процессов условно называют тратой на дыхание, так как общие их масштабы можно оценить, учитывая выделение СО2 организмом. Меньшая часть усвоенной пищи трансформируется в ткани самого организма, т. е. идет на рост или откладывание запасных питательных веществ, увеличение массы тела.
Эти отношения сокращенно можно выразить формулой: Р=П+Д+Н, где Р - рацион консумента, т.е. количество пищи, съедаемой им за определенный период времени, П - продукция, т.е. траты на рост, Д - траты на дыхание, т.е. поддержание обмена веществ за тот же период, и Н - энергия неусвоенной пищи, выделенной в виде экскрементов.
Передача энергии в химических реакциях в организме происходит согласно второму закону термодинамики, с потерей части ее в виде тепла. Особенно велики эти потери при работе мышечных клеток животных, КПД которых очень низок, В конечном итоге вся энергия, использованная на метаболизм, переходит в тепловую и рассеивается в окружающем пространстве.
Коэффициент использования потребленной пищи на рост (К) рассчитывают как отношение этих двух величин: К=П/Р, где П - траты на рост, Р - количество пищи, съеденной за тот же период.