
- •Предисловие
- •Глава 1. Что изучает экология? Экология - фундаментальная комплексная наука
- •Объекты и методы экологии
- •Экологические концепции
- •Экологические законы
- •Экологические принципы
- •Экологические правила
- •Уровни организации жизни
- •Живое вещество планеты
- •Глава 2. Биосфера Биосфера
- •Состав, строение и границы биосферы
- •Динамика биосферы
- •Причины устойчивости биосферы
- •Высокое разнообразие организмов в биосфере
- •Редуцентное звено биосферы
- •Биосфера и космос
- •Эволюция биосферы
- •Потоки энергии в системе "Солнце - Земля". Характеристики приходящего и уходящего от Земли излучения
- •Круговорот основных биогенных элементов
- •Сохранение природных веществ
- •Глава 3. Сообщества Среда обитания и условия существования
- •Популяционный подход к описанию экосистем
- •Демографическое описание популяции
- •Внутривидовая и межвидовая конкуренция
- •Основные типы межпопуляционных взаимоотношений ("хищник - жертва", мутуализм, симбиоз)
- •Хищничество. Законы системы "хищник - жертва"
- •Лимитирующие факторы
- •Экологическая пластичность
- •Антропогенные лимитирующие факторы
- •Раздел 4. Экосистемы Биоценология
- •Поток энергии и вещества в сообществах
- •Правило десяти процентов. Правило одного процента
- •Продуктивность экосистемы
- •Трофическая структура экосистем
- •Пространственно-временное рассмотрение экосистем
- •Типы локального роста популяции. Диссипативные структуры
- •Понятия "сукцессия" и "климакс" экосистем
- •Ярусно-мозаическая концепция описания растительных сообществ
- •Общие закономерности развития экосистем
- •Ландшафт
- •Местность и ее типы
- •Техногенное воздействие на компоненты ландшафта
- •Глава 5. Человек и биосфера Ресурсы биосферы
- •Антропогенное воздействие на потоки энергии и круговорот веществ в природе
- •Проблема сохранения биоразнообразия
- •Антропогенное загрязнение и разрушение местообитаний
- •Факторы антропогенного воздействия на окружающую среду
- •Материально-энергетические воздействия, их классификация
- •Рассеивание загрязнителей в различных средах
- •Классификация загрязнений экосистем
- •Классификация загрязнений по физико-химическому составу
- •Классификация загрязнений по области воздействия
- •Классификация веществ по степени их вредности
- •Биомониторинг
- •Экотоксикология и ее задачи
- •Глава 6. Оценка состояния, контроль и регулирование окружающей среды Методы оценки состояния окружающей среды
- •Классификация методов контроля состояния окружаюшей среды
- •Методы и инструменты экологического регулирования
- •Глава 7. Химическое загрязнение. Тяжелые металлы в окружающей среде
- •Химическое загрязнение атмосферы
- •Химическое загрязнение вод
- •Химическое загрязнение почв
- •Тяжелые металлы в природных средах
- •Пестициды в природных средах
- •Гигиеническая классификация пестицидов
- •Глава 8. Загрязнение нефтепродуктами. Шумовое, электромагнитное, биологическое, радиационное загрязнение Загрязнение нефтью и нефтепродуктами
- •Свойства нефти и нефтепродуктов
- •Формы нахождения нефтепродуктов в геологической среде
- •Шумовое загрязнение и санитарно-защитная зона
- •Допустимые уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения
- •Норматив предельно допустимого уровня шума
- •Электромагнитное загрязнение
- •Биологическое загрязнение
- •Радиоактивное загрязнение
- •Радиопротекторы
- •Глава 9. Атмосфера Загрязнение атмосферы и его последствия
- •Основные загрязнители воздуха
- •Радиоактивное загрязнение атмосферы
- •Смог и фотохимический туман
- •Кислотные дожди
- •Парниковый эффект, изменение климата
- •Проблема "озонового слоя"
- •Методы контроля за состоянием загрязнения атмосферы
- •Государственный контроль состояния атмосферного воздуха
- •Общественный и производственный контроль
- •Нормирование загрязнения атмосферного воздуха
- •Влияние среднесуточных концентраций загрязнителей на токсическое состояние атмосферы
- •Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха
- •Обязанности граждан и юридических лиц, имеющих стационарные источники выбросов вредных веществ
- •Санитарно-защитные зоны
- •Биотехнология защиты атмосферы
- •Глава 10. Вода - составная часть биосферы Вода как составная часть биосферы
- •Проблемы водных ресурсов
- •Виды загрязнения вод
- •Источники загрязнения водоемов
- •Загрязнение вод суши
- •Последствия загрязнения воды
- •Методы контроля за состоянием загрязнения вод
- •Государственный контроль за использованием водных ресурсов и охрана водоемов
- •Санитарные условия спуска сточных вод
- •Экологический паспорт водного хозяйства
- •Самоочищение водоемов
- •Биотехнология очистки вод
- •Радиационное обеззараживание сточных и природных вод
- •Глава 11. Агроэкосистемы Отличительные особенности природных биогеоценозов и агроэкосистем
- •Экологические проблемы мелиорации
- •4 Этап. Основные виды биологической рекультивации:
- •Глава 12. Загрязнение отходами Загрязнение отходами. Виды отходов
- •Транспортировка и захоронение отходов
- •Компостирование твердых отходов
- •Сжигание твердых отходов
- •Получение биогаза
- •Токсичные промышленные отходы
- •Организация безотходного (малоотходного) производства
- •Контроль обращения отходов
- •Глава 13. Охрана природы Проблемы мониторинга
- •Математическое моделирование в экологии
- •Глобальное моделирование
- •Стратегия сельского хозяйства
- •Изменение экспортной политики
- •Конверсия
- •Борьба с загрязнением окружающей среды
- •Роль зеленых насаждений
- •Рациональное использование минеральных ресурсов
- •Концепция ноосферы
- •Демографические проблемы
- •Проблема голода
- •Понятие "здоровье человека"
- •Роль нтп в решении экологических проблем. Экологизаиия общественного производства
- •Новые методы добычи сырья и новые виды энергии
- •Новые технологии и новые материалы
- •Экологизация экономического развития
- •Список литературы
Демографическое описание популяции
Демографическая структура популяции представляет собой численное соотношение различных категорий организмов в составе населения. Здесь главное значение имеет соотношение половых и возрастных групп, т. к.
изменение этих двух показателей существенно влияет на темпы репродукции, а значит, и на общую численность популяции и ее изменение во времени.
На демографическую структуру популяции влияют динамические показатели: рождаемость, смертность и скорость роста популяции. Большое значение имеет и продолжительность жизни отдельных особей.
Рождаемость — число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. Смертность — это число особей, погибших в популяции в единицу времени. Однако изменения в популяции зависят не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции и эмиграции.
Существуют 4 типа кривых, отображающих динамику популяции:
тип "а" - S-образная кривая. Присуща популяциям, в которых высокая смертность снижает численность до уровня, когда рождаемость равна смертности и кривая выходит на "плато", что говорит об устойчивом развитии во времени;
тип "б" - куполообразная кривая. Характерна для популяции, быстро размножившейся, а затем так же быстро погибшей в результате того, что все жизненные ресурсы оказались исчерпанными;
тип "в" — волнообразная кривая. Наблюдается у популяций, которые быстро восстанавливают свою численность после спада, вызванного неблагоприятными факторами;
тип "г" — кривая, демонстрирующая, как после спада численность популяции выходит на "плато", т. е. ее существование становится устойчивым.
Р. Уиттекер утверждал, что у популяции есть приспособления, благодаря которым потери популяции сокращаются, когда ее численность и ресурсы среды входят в конфликт. Он назвал этот феномен "буферностью популяции".
Продолжительность жизни особей зависит от условий их существования. Различают физиологическую и максимальную продолжительность жизни:
физиологическая продолжительность жизни определяется только физиологическими возможностями организма;
максимальная продолжительность жизни - возраст, до которого может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды.
По статистическим данным рождаемости и смертности получают таблицы выживания, по которым строят графики кривых выживания. Рассмотрим следующие типы выживания:
первый тип - когда на протяжении всей жизни смертность мала, но резко возрастает в ее конце;
второй тип - это случаи массовой гибели особей в начальный период жизни;
третий тип — у этих популяций смертность остается постоянной в течение всей жизни.
В связи с этим выделяют типы динамики популяции:
стабильный — характеризуется малой амплитудой и длительным периодом колебаний численности и воспринимается как стабильная система;
лабильный — отличается закономерными колебаниями численности с периодами в 5—10 лет и более значительной амплитудой. К этому типу относятся: зайцы, некоторые хищные, птицы, рыбы, некоторые насекомые;
эфемерный — отличается неустойчивой численностью с глубокими депрессиями, сменяющимися вспышками "массового размножения".
К механизмам устойчивости сообщества относится также и то, что популяции представлены видами с различной жизненной стратегией. Выделяют 3 фитоценотипа:
виоленты - сильные конкуренты (например, львы);
патиенты — особи, способные довольствоваться незначительным количеством ресурсов (верблюды);
экстеренты — слабые конкуренты (например, шакалы).
Б.М. Миркиным (1983) была осуществлена классификация стратегий у растений, он предложил систему из 5 первичных стратегических типов:
патиенты экотопические — переживают абиотический стресс в условиях физического неблагополучия (холод, засуха и т. д.). Взаимоотношения видов в этих условиях ослаблены;
патиенты фитоценотические — переживают стресс под влиянием более мощных конкурентов;
виоленты — мощные конкуренты, подавляющие жизнедеятельность других видов;
эксплеренты типичные — кратковременно присутствуют в сообществах в период их разрушения;
эксплеренты ложные — сезонные и флуктуационные. Вспышка их развития происходит или в определенные сезоны года, либо они реагируют на благоприятный климатический импульс.