4.3. Тематика лабораторных и практических занятий

Тема 2. Занятие 1. Абиотические и биотические факторы в биогеографии

Вопросы для обсуждения:

1. Экологические параметры вида: пессимум, стресс, оптимум.

2. Адаптационные механизмы у растений и животных. Характеристика экологических групп для растений и животных.

3. Жизненные формы растений и животных.

4. Определение различных типов биотических факторов

З адание 1. 1) Рассмотрите график роста проростков кукурузы при различных температурах воздуха (рис.1). Определите интенсивность роста проростков кукурузы в зависимости от температуры(°C). При какой амплитуде температуры воздуха возможен рост проростков, а при какой наблюдается наибольшая интенсивность роста? В каких температурных пределах наблюдается зона стресса?

Рис.1. Интенсивность роста проростков кукурузы при различных температурах воздуха.

2) Вычертите схему купола толерантности, указав зоны оптимума, стресса, пессимума по значению рН водной среды для пресноводных рыб Европы (по Р.Дажо, 1975).

Задание 2. 1 ) Проследите зависимость распространения восточной границы вечнозеленого жестколистного кустарника падуба в Европе с границей распространения январской изотермы 0°С и линией, соединяющей пункты, в которых максимальная суточная температура выше 0°С наблюдается в течение 345 дней в году.

2) Проанализируйте взаимовлияние географии распространения ели европейской в границах Восточно-Европейской равнины и коэффициента влажности воздуха (табл. 1). Укажите, при каких значениях влажности вид распространяется в пределах а) самой территории распространения ели европейский; б) к северу от северной границы её распространения и в) южнее ареала распространения.

Рис 2. Зависимость распространения остролистного падуба от температурных показателей

Табл.1.

Показатели коэффициента влажности на Восточно-Европейской равнине в пределах ареала ели европейской и смежных с ним территорий

Коэффициент увлажнения, %	≤5	5,1-10,0	10,1-15,0	15,1-20,0	21,1-23,0	≥25
Севернее ареала распространения	-	-	-	-	-	100
В пределах ареала ели	-	10,2	59,0	18,0	7,7	5,1
Южнее ареала ели	13,0	64,5	22,6	-	-	-

Задание 3. 1) Рассмотрите действие различных экологических факторов на морфологию растений и животных. Заполните таблицу «Адаптации организмов к различным факторам среды» (табл. 2).

2) Проанализируйте особенности нагрева разных органов представителя тундры ‑ Новосеверсии ледяной и ферокактуса (рис. 3). Объясните причины неодинакового прогревания растений.

Табл.2.

Адаптации организмов к различным факторам среды

экологические факторы	Адаптационные механизмы	Интенсивность воздействия
		р/ ж	недостаточная / пример	умеренная/ пример	сильная/ пример
Тепло		р	микротермы	мезотермы	Макротермы
		ж	олиготермы	-	Термофилы
Влага		р	ксерофиты	мезофиты	Гигрофиты
		ж	ксерофилы	мезофилы	Гигрофилы
Вода		р	-	-	Гидрофиты
		ж			Гидрофилы
Минеральное питание		р	олиготрофы	мезотрофы	Эутрофы
Засоленность почв		р	олигогалофиты	мезогалофиты	Эугалофиты
		ж
Песчанный грунт		р	-	-	Псаммофиты
		ж
Обломочный грунт		р	-	-	Хасмофиты
		ж
Скальныйгрунт		р	-	-	Литофиты
		ж
Холодные сухие условия		р	-	-	Криофиты
		ж
Холодные влажные условия		р	-	-	Психрофиты
		ж
Солнечное освещение		р	сциофиты (теневые)	теневыносливые	Гелиофиты
		ж	фотофобы	-	Фотофилы
ветер		р	-	-	Анемофиты
		ж

Р ис.3.  Температура разных органов Новосеверсии ледяной и кактуса Ferocactus wislizenii (в °С) (Лархер, 1978*).

*  В рамках указана температура воздуха на высоте растения:

3 ) Проанализируйте влияние рН почвы на интенсивность роста различных растений при выращивании в одновидовых посевах и в условиях конкуренции (рис.4).

Рис. 4.  Схема влияния рН на рост различных растений при выращивании в одновидовых посевах и в условиях конкуренции:

1 – кривые физиологического оптимума; 2 – синэкологического оптимума (по В. Лархеру)

Задание 4. Заполните таблицу «Растения-индикаторы кислотности почв» (табл.  3), используя следующий список растений: хвощ, вереск, клюква, трехцветная фиалка, дикий щавель, подорожник, хвощ, дикая мята, гортензия, купальница, мать-и-мачеха, пырей, одуванчик, ромашка, сныть, клевер, папоротник, крыжовник, бобы, картофель, нарцисс, пион, малина, лук, морковь, свекла, редис, томат, перец, огурец, фасоль, подсолнечник, горох, ольха, каштан, можжевельник, пихта, лиственница, сосна, клён, берёза, облепиха. Сделайте вывод о существовании растений-индикаторов кислотности почв.

Таблица 3

Растения-индикаторы кислотности почв

Примеры растений-индикаторов почв
рН менее 6	рН 6-7	рН 7,0-8,0

Задание 5. Приведите примеры биотических отношений. Проанализируйте уровень численности культур со сходным характером питания туфелек Paramecium aurelia и P. Caudatum, помещенных отдельно в пробирки с сенным настоем (б) и при совместном произрастании (а). Определите тип биотического взаимодействия.

Р ис. 5.  Рост численности инфузорий Paramaecium caudatum (1)  и P. aurelia (2)  (по Г. Ф. Гаузе из Ф. Дре, 1976): А – в смешанной культуре; Б – в раздельных культурах

Задание 6. Рассмотрите классификации жизненных форм (ЖФ) растений по И. Г. Серебрякову и К. Раункиеру и животных (по Лопатину), какой принцип положен в их основу? Основываясь на классификацию К. Раункиера, определите ЖФ для: линнеи северной, брусники, морошки, кактусовидного молочая, василька, клена об., кувшинки белой, актинидии австралийской, одуванчика, лапчатки земляниколистной, пиона, крапивы двудомной, кипрея болотного, малины об., сныти об., одуванчика, лука, тюльпанов, пырея ползучего, земляной груши, аира, стрелолиста, карликовой березки, грецкого ореха. Основываясь на классификацию К. Раункиера, определите ЖФ для следующих животных: бурый медведь, щука, бабочка капустница, пальмовый гриф, зеленая змея, болотная черепаха, вараны,полярная сова, лемуры, ягуар, ковровый питон, сольпуга, европейский зубр, саранча, благородный олень, кабан, горный козёл, лама, утконос, обезьяна мирикина, аллигатор, лосось.

2) Используя биоморфологический спектр, вычертите графики распространения ЖФ (по К.Раункиеру) для различных территорий (табл. 4). Объясните причины различного их соотношения в разных природных зонах.

Табл. 4.

Экологический спектр жизненных форм мира,(в %)

Район	Кол-во видов	Фанерофиты	Хамефиты	Гемикриптфиты	Криптофиты	Теро-фиты
Сейшельские о-ва (влажн. тропики)	258	61	6	12	5	16
Аргентина (сух. субтропики)	866	12	6	29	11	42
Дания (холодный умеренный пояс)	1084	7	3	50	22	18
Баффинова земля (арктич. пояс)	129	1	30	51	16	2
Спектр всего мира	-	47	9	27	4	12