Лекции по социальной экологии.

Экосистемы.

Синэкология (биоценология).

По А. Тенсли - система физико-химико-биологических процессов

По Ю. Одуму – любое единство, включающее все организмы на данном участке (биотопе) и взаимодействующего с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ внутри системы.

По В.Н.Сукачеву – взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии – биогеоценоз (биоценоз+биотоп)

Не любая комбинация «жизнь-среда» является экосистемой: экосистемами могут быть названы объединения жизни и окружающей среды, которые характеризуются стабильностью и обладают четко функционирующим внутренним круговоротом веществ.

Экосистемой считается только то объединение «сообщество-среда», объем внутреннего обмена веществ которого больше внешнего.

Экосистема охватывает пространство любой протяженности и размерности – от капли прудовой воды, аквариума до океана и всей поверхности планеты.

Структура экосистемы

-расчленение экосистемы на подсистемы, структурными элементами которых являются популяции, консорции, ярусы и т.д.

Структура экосистемы рассматривается в 3х планах:

-компонентный состав и количественное соотношение различных видовых популяций, жизненных форм (биоморф) и др. структурных элементов

-Пространственное распределение отдельных элементов

-Функциональное – совокупность всех связей, в первую очередь цепей и циклов питания и др. взаимоотношений

Структура экосистемы обусловливает особенности потока энергии и круговорота потока энергии и круговорота веществ, межпопуляционные отношения, весь облик экосистемы.

Биоразнообразие

-в широком смысле – разнообразие жизни во всех ее проявлениях

-в узком смысле – разнообразие на трех уровнях организации:

• Генетическое разнообразие

• Разнообразие видов

• Разнообразие самих экосистем

Величина биоразнообразия как внутри вида, так и в рамках всей биосферы признана в биологии одним из главных показателей жизнеспособности вида и экосистемы в целом

При большом однообразии характеристик особей внутри одного вида любое существенное изменение внешних условий более критично скажется на выживаемости вида, чем в случае, когда последний имеет большую степень биологического разнообразия. То же относится и к биоразнобразию видов в биосфере в целом.

Плохие и хорошие.

История человечества накопила много примеров отрицательных последствий попыток упрощенного объявления каких-то биологических видов, семейств и даже экосистем положительными или отрицательными

-Осушение болот приводило не только к уменьшению малярийных комаров, но и к более бурным весенним паводкам при иссушении близлежащих полей летом

-Отстрел волков приводит к неумеренному росту численности оленей, почти полному истреблению ими кормов и последующему повальному падежу.

Популяции в экосистеме

Демэкология – раздел экологии, изучающий структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых формируются популяции и др.

Популяция и биологический вид

Популяция – совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений

Вид- совокупность популяций особей способных скрещиванию с образованием плодовитого потомства, обладающих общими особенностями строения, физиологии и поведения, обособленных от других нескрещиваемостью в природных условиях.

Экологическая ниша вида – совокупность всех факторов, в пределах которых возможно существование вида.

Структура популяции – распределение особей по территории, соотношение групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям

Пространственная структура:

Неоднородности пространства и особенностей видов члены популяции распределяются неравномерно, что позволяет оптимально использовать имеющиеся природные ресурсы, особенно пищевые

Возрастная структура:

Соотношение разных возрастных возрастных групп, определяющая особенностями жизненного цикла вида и внешними условиями

Половая структура:

Формируется на базе половых отличий, характера и вида пищи, рождаемости, длительности жизни и т.д.

Этологическая структура популяции

Систему взаимоотношений между членами одной популяции называют этологической, или поведенческой, структурой популяции.

Этология – наука, изучающая поведение животных в естественных условиях; уделяет особое внимание анализу генетически обусловленных компонентов поведения, а также проблемам эволюции поведения. Термин «этология» ввел и.Ж. Сент-Илер. В современном виде этология сформировалась в 30-е гг. 20в., благодаря К.Лоренцу и Н. Тинбергену.

Одиночный и групповой образ жизни

Одиночный образ жизни характерен для многих видов животных на определенных стадиях жизненного цикла, однако у изолированных особейбыстрее тратятся резервные вещества, не проявляется ряд инстинктов и т.д.

Семейный образ жизни усиливает связи между родителями и их потомством, выражается в территориальное поведение животных

Эффект группы проявляется как реакция особи на присутствие других особей своего вида

Колония – поселения животных, в которых отдельные жизненные функции выполняются сообща, что повышает вероятность выживания особей.

Стая – временное объединение животных одного вида, связанное с общностью места обитания или размножения

Стадо – группа животных одного вида, обитающая на какой-либо территории или акватории.

Лекция 11.10.12

Трофические взаимодействия в экосистемах.

Организация сообщества, основанная на пищевых взаимоотношениях популяций.

По типу питания выделяют: Автотрофы; Гетеротрофы.

Три части живых компонентов биогеоценоза: продуценты, консументы, редуценты.

ПРОДУКЦИЯ И ЭНЕРГИЯ В ЭКОСИСТЕМАХ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАДИГМЫ.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, т.е. можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия.

В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к ее потребителю.

При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90% теряется в виде теплоты.

Это ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев.

Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция ее последнего звена по отношению к продукции начального.

Самые сложные экосистемы содержат не более 7ми уровней (в среднем).

ДИНАМИКА ЭКОСИСТЕМ.

Принципы функционирования экосистемы:

Для круговорота веществ необходимы:

1)Запасы биогенных элементов

2)продуценты

3)консументы

4)редуценты

Основной принцип функционирования экосистем:

Получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота вещества

Для обеспечения жизнедеятельности экосистемы требуются энергетические затраты, обеспечиваемые солнцем.

Принцип Ле Шателье-Брауна:

При внешнем воздействии, выводящем экосистему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Вывод: устойчивость экосистемы – это функция биоразнообразия.

Следствия:

Полностью безотходное производство невозможно, оно равносильно созданию «вечного двигателя».

Любая высокоорганизованная биотическая система, которая видоизменяет среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем

В биосфере повторное зарождение жизни невозможно – она будет уничтожена существующими организмами

Биосфера развивается за счет ресурсов планеты и за счет Солнца.

ПРАВИЛО ОДНОГО ПРОЦЕНТА

Изменение энергетики природной системы в среднем на 1% выводит последнюю из состояния гомеостаза (равновесия)

Переход энергетики процесса за это значение приводит к резким климатическим отклонениям

Это может случиться при слишком активной хозяйственной деятельности глобального масштаба и военных конфликтах с применением оружия массового поражения.

ОРГАНИЗМ И СРЕДА.

Аутэкология (факториальная экология) – наука, изучающая взаимоотношения представителей того или иного вида с окружающей средой.

Опирается на исследование процессов адаптации видов к окружающей среде, в особенности к факторам парныъ взаимодействия (организм – фактор).

Окружающая среда. Понятие «среда» изменяет свою емкость в зависимости от степени конкретизации.

СРЕДА:

Совокупность внешних условий, в которых совершается какой-либо процесс

В применении к истории важное значение среды впервые выдвинуто Монтескье. Позже эта теория обстоятельно разработана Боклем.

Шире учение о влиянии природной среды принимается исключительно в психическом или духовно-культурном смысле, как совокупность культурных условий, среди которых живут индивидуумы (Лацарус, Штейнталь), аналогичное понимание среды и у Тэна, тогда как экономический материализм выдвигает на первый план в качестве среды экономичной структуру общества.