
- •Основы экологии и природопользования
- •Содержание:
- •Часть I. Общая экология
- •Глава 1. Вид как основной таксон и существеннейший этап филогенеза 62
- •Глава 2. Учение о популяции 77
- •Глава 3. Организм и факторы среды 116
- •Глава 4. Экосистемы. Функционирование, история возникновения и
- •Глава 5. Учение о биосфере 248
- •6.2. Сохранение генофонда планеты.
- •Экологический кризис и роль науки в его преодолении
- •9.2. Экологическая этика и экологический гуманизм 316
- •Часть III экологические основы рационального природопользования
- •Глава 10. Пути и принципы рационального использования
- •10.4. Экологические основы рационального
- •10.5. Общие принципы экологоориентированного регулирования
- •10.6. Экономическое регулирование использования природных ресурсов
- •Глава 11. Формирование нового экологического мировоззрения человека в целях обеспечения рационального использования природных ресурсов 354
- •11.1. Основные составляющие экологического
- •11.2. Роль экологического образования и воспитания в
- •Глава 12. Особенности устойчивого развития горных территорий.
- •12.1. Состояние природной среды и тенденции
- •12.2. Формирование энерго–экологических механизмов управления в
- •12.6. Особенности решения социально–экологических проблем в горных территориях с малочисленными народами (локальные сценарии) 399
- •Человечество уже вышло за пределы самоподдерживания земли. Каковы наши стартовые позиции?
- •Распределение субъектов Федерации по изменению ожидаемой
- •Распределение регионов по разности коэффициентов
- •Распределение регионов по изменению уровня безработицы,
- •Численность школьников по Северо–Кавказскому федеральному округу
- •Денежные доходы населения по Северо–Кавказскому Федеральному Округу
- •Величина прожиточного минимума, установленная
- •Индексы производства по отдельным видам экономической деятельности
- •Индексы физического объема инвестиций в основной капитал по Северо–Кавказскому Федеральному Округу Российской Федерации
- •Распределение численности занятых по видам экономической деятельности
- •Численности занятых в экономике России, %
- •Число преступлений, сопряженных с насильственными действиями в отношении потерпевших по Северо–Кавказскому федеральному округу
- •Экологическое состояние и здоровье населения северо-кавказского федерального округа
- •Заболеваемость населения по субъектам Российской Федерации (зарегистрировано заболеваний у больных с диагнозом, установленным
- •Состояние здоровья населения Республики Ингушетия за 2000–2005 гг.
- •Среднемноголетние интенсивные и стандартизованные показатели
- •Содержание тяжелых металлов в источниках питьевого водоснабжения районов рд с высоким уровнем онкозаболеваемости
- •Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах исследованных населенных пунктов районов рд с высоким уровнем онкозаболеваемости, мг/кг
- •Содержание тяжелых металлов в пастбищной растительности населенных пунктов районов рд
- •Введение Что такое экология, наука она или мировоззрение?
- •Краткая история экологического знания
- •Структура экологической области знания
- •Часть I. Общая экология
- •Глава 1. Вид как основной таксон и
- •Существеннейший этап филогенеза
- •Ареал. Общие сведения об ареале
- •Картирование ареалов
- •Типология ареалов
- •Глава 2. Учение о популяции
- •2.1. Популяция: понятие, определения
- •2.1.1. Плотность популяций и методы ее определения
- •2.1.2. Рождаемость, смертность, иммиграция и эмиграция.
- •Пример расчета демографических показателей в гипотетической стабильной популяции с дискретными возрастными классами (по Пианке, 1981)
- •Значения врожденной скорости популяционного роста (rmax, cyт–1) и времени генерации (т, сут) для отдельных видов некоторых крупных систематических групп (по Пианке, 1981)
- •2.1.3. Модели роста численности популяций. Факторная обусловленность динамики популяций
- •1 Экспонента; 2– логистическая, или s–образная, кривая роста
- •2.1.4. Внутривидовая конкуренция как механизм саморегуляции плотности популяции
- •2.2. Структура и динамика природных популяций
- •2.2.1. Половая и возрастная структура популяций
- •Основные типы хромосомного определения пола (по Яблокову, 1987)
- •Размах колебаний (Lint) третичного соотношения полов (% половозрелых самцов) в популяциях некоторых видов животных (по Яблокову, 1987)
- •Продолжительность созревания полевок Microtus в Южном Зауралье в зависимости от времени рождения (по Шварцу, 1959)
- •2.2.2. Изменчивость плотности популяций во времени
- •Сравнение числа находящихся на нерестилище взрослых леопардовых лягушек Rana pipiens и числа оставленных ими кладок (Merrell, 1968)
- •Глава 3. Организм и факторы среды
- •3.1. Температура
- •3.1.1. Влияние температуры на жизненные процессы
- •3.1.2. Пойкилотермные организмы
- •Сезонные изменения содержания воды в теле и устойчивости к охлаждению у личинок жука Synchroa punctata, живущих в древесине дуба (по n. Payne, 1926).
- •3.1.3. Гомойотермные организмы
- •Теплопродукция различных органов человека в покое
- •Кратность снижения уровня метаболизма во время спячки (Мс) по сравнению с активным состоянием (Ма) у грызунов (по Ch.Kayser, 1965)
- •3.1.4. Стратегии теплообмена
- •3.2. Вода и минеральные соли
- •3.2.1. Водно–солевой обмен у водных организмов
- •Показатели осморегуляции у угря Anguilla anguilla в реке и море (по н.С. Строганову, 1962)
- •Концентрация натрия, калия и мочевины в плазме крови водных позвоночных животных, ммоль/л (по к. Шмидт–Ниельсен, 1982)
- •3.2.2. Водный и солевой обмен на суше. Влажные местообитания
- •Устойчивое к дегидратация у разных видов бесхвостых амфибий
- •Экскреция аммиака в онтогенезе наземной жабы Bufo bufo и водной шпорцевой лягушки Xenopus laevis, % от общего азота (по a. Munro, 1953)
- •3.2.3. Водный и солевой обмен на суше. Сухие биотопы и аридные зоны
- •Потери воды с поверхности тела при комнатной (23–250c) температуре
- •Соотношение основных форм экскреции азота у разных видов черепах, % от общего азота (no V. Moyle, 1949)
- •Концентрация ионов Cl– в моче некоторых видов птиц при искусственной солевой нагрузке (по м. Smyth, g. Bartholomew, 1966)
- •3.3. Кислород
- •3.3.1. Газообмен в водной среде
- •Количество кислорода, растворяющегося в воде при разной температуре, мл/л (по a. Krogh, 1941)
- •Относительная поверхность жабр у личинок эфемерид с разной экологией, см2/г (по д.Н. Кашкарову, 1945)
- •Распространенные дыхательные пигменты и примеры животных, у которых они имеются (к. Шмидт–Ниельсен, 1982)
- •Зарядное (р95) и разрядное (p50) напряжение кислорода у экологически отличающихся видов рыб, кПа (но н.С. Строганову, 1962)
- •Динамика числа эритроцитов в норме при гипоксии у двух видов бычков рода Cottus (
- •3.3.2. Газообмен в воздушной среде
- •Динамика параметров красной крови человека при подъеме в горы (по на. Россолевскому, 1951)
- •Динамика параметров красной крови при акклиматизации человека в горах (по н.А. Россолевскому, 1951)
- •3.3.3. Газообмен у ныряющих животных
- •Кислородные запасы в органами ныряющих животных и человека, см3
- •3.4. Свет
- •3.4.1. Биологическое действие различных участков спектра солнечного излучения
- •3.4.2. Свет и биологические ритмы
- •3.4.3. Физиологическая регуляция сезонных явлений
- •3.5. Общие принципы адаптации на уровне организма
- •3.5.1. Правило оптимума
- •3.5.2. Комплексное воздействие факторов. Правило минимума.
- •3.5.3. Правило двух уровней адаптации
- •Глава 4. Экосистемы. Функционирование, история возникновения и классификация природных экосистем
- •4.1. Функционирование экосистем
- •4.1.1.Энергия в экосистемах. Жизнь как термодинамический процесс
- •4.1.2. Энергия и продуктивность экосистем
- •4.1.3. Строительная роль пищи
- •4.1.4. Круговорот элементов в экосистеме
- •Годовой водный баланс Земли (по м.И. Львовичу)
- •Активность водообмена (по м.И. Львовичу)
- •4.1.5. Равновесие и устойчивость экосистем
- •4.1.6. История и происхождение природных экосистем
- •Принципы классификации природных экосистем
- •Глава 5. Учение о биосфере
- •5.1. Понятие «биосфера»
- •5.2. Строение биосферы
- •5.3. Вещество биосферы
- •5.4. Живое вещество: видовой состав и масса
- •5.5. Состав живых организмов
- •5.6. Основные свойства и функции живого вещества
- •5.7. Круговорот веществ в биосфере
- •5.7.1. Круговорот углерода
- •5.7.2. Круговорот азота
- •5.7.3. Круговорот кислорода
- •5.7.4. Круговорот серы
- •5.7.5. Круговорот фосфора
- •5.8. Эволюция биосферы
- •5.9. Энергетический баланс биосферы
- •5.10. Биосфера как целостная система
- •5.11. Человек и биосфера
- •5.12. Ноосфера как ступень развития биосферы
- •5.13. Эксперимент «Биосфера-2»
- •Глава 6. Биологическое разнообразие как основное условие устойчивости популяций, сообществ и экосистем
- •6.1. Сохранение биологического разнообразия
- •6.2. Сохранение генофонда планеты. Изменение видового и популяционного состава флоры и фауны
- •6.3. Особо охраняемые природные территории
- •6.4. Принципы охраны природы
- •Часть II экологический кризис и роль науки в его преодолении
- •Глава 7. История взаимоотношений человека и природы
- •7.1. Сходства и различия человека и животных
- •7.2. Становление человека
- •7.3. Эволюция общества в его отношении к природе
- •7.4. Непосредственное единство человека с природой
- •7.5. Охотничье–собирательное общество
- •7.6. Земледельческо–скотоводческое общество
- •7.7. Индустриальное общество
- •Глава 8. Современный экологический кризис и научно–техническая революция
- •8.1. Современные экологические катастрофы
- •8.2. Реальные экологически негативные последствия
- •Природа и происхождение основных веществ, загрязняющих атмосферу
- •8.3. Потенциальные экологические опасности
- •8.4. Комплексный характер экологической проблемы
- •Глава 9. Религиозные и классово–экономические причины экологического кризиса
- •9.1.1. Религиозные причины экологического кризиса
- •9.1.2. Культурные причины экологического кризиса
- •9.1.3. Классово–социальные причины экологического кризиса
- •9.1.4. Социальные аспекты экологического кризиса в ссср
- •9.2. Экологическая этика и экологический гуманизм
- •9.2.1. Агрессивно–потребительский и любовно–творческий типы личности
- •9.2.2. Экологическая и глобальная этика
- •9.2.3. Эволюция гуманизма
- •9.2.4. Принципы экологического гуманизма
- •Часть III
- •Глава 10. Пути и принципы рационального
- •10.2. Итоги международных конференций по устойчивому развитию
- •10.3. Идея устойчивого развития и мысли в.И. Вернадского
- •10.4. Экологические основы рационального использования природных ресурсов
- •10.5. Общие принципы экологоориентированного регулирования использования природных ресурсов
- •10.5.1. Социально–демографическое регулирование природопользования
- •10.5.2. Органы государственного управления природопользованием
- •10.5.3. Экологический менеджмент на предприятии
- •Принципы экологического менеджмента на предприятии
- •10.6. Экономическое регулирование использования природных ресурсов
- •10.6.1. Основные принципы, мероприятия и методы экономического регулирования использования природных ресурсов
- •10.6.2. Экономическое стимулирование рационального природопользования
- •10.6.3. Основные механизмы экономического регулирования использования природных ресурсов
- •10.6.4. Концепция правового регулирования использования природных ресурсов
- •10.6.5. Юридическая ответственность за экологические правонарушения
- •Глава 11. Формирование нового экологического
- •Экологическая этика и экологическая эстетика
- •11.2. Роль экологического образования и воспитания в формировании нового экологического мировоззрения человека Сущность экологического воспитания и образования
- •Этапы построения системы экологического образования и воспитания
- •Концепция «Образование в интересах устойчивого развития» Актуальность концепции «Образование в интересах устойчивого развития»
- •Проблемы практической реализации концепции «Образование в интересах устойчивого развития»
- •Условия создания системы образования в интересах устойчивого развития
- •Глава 12. Особенности устойчивого развития горных территорий. Конкурентноспособность отраслей и сценарии устойчивого развития северо–кавказского федерального округа
- •12.1. Состояние природной среды и тенденции развития горных территорий
- •Горные районы и горная политика. Европейский и мировой опыт
- •России нужна государственная политика развития горных регионов
- •Проблемы устойчивого развития горных территорий
- •12.2. Формирование энерго–экологических механизмов управления в социоприродном комплексе Северо–Кавказского Федерального Округа по критериям устойчивого развития
- •Краткий анализ отдельных видов энергии по критериям устойчивого развития
- •Гидроэнергетические ресурсы Республики Дагестан
- •Роль гидроэнергетики в социально–экономическом развитии Дагестана
- •Нетрадиционные источники энергии
- •Перспективы освоения геотермальных ресурсов Дагестана
- •Природные энергоносители. Нефть и газ
- •Твердые горючие полезные ископаемые. Торф, бурый уголь, горючие сланцы
- •Проблемы
- •12.3. Этнокультурные, экологические и экономические функции народного декоративно–прикладного искусства
- •Развитие традиционных народных художественных промыслов (на примере Дагестана)
- •Отчетные данные предприятий народных художественных промыслов по производству изделий за 2009 г.
- •12.4. Конкурентоспособность отраслей и сценарии развития Северо–Кавказского Федерального Округа
- •Условия реализации сценария устойчивого развития
- •12.5. Бассейно–ландшафтная концепция природопользования горных территорий с малочисленными народами и эколого–экономическое возрождение бассейна р. Терек
- •Сброс в бассейн реки Терека загрязняющих веществ в составе сточных вод
- •12.6. Особенности решения социально–экологических проблем в горных территориях с малочисленными народами (локальные сценарии)
- •Возможные, основные элементы типовой программы устойчивого развития горного района с малочисленным народом
- •IV. Охрана и воспроизводство природных ресурсов:
- •V. Источники экономического роста:
- •12.7. Эколого–экономический район (разработана для экологически кризисного и криминогенного района Республики Дагестан)
- •Заключение (Экологоприемлемый путь развития Северо–Кавказского Федерального Округа)
- •Календарь событий в области экологии (по г.О. Розенбергу, с изменениями и дополнениями)
- •Словарь экологических терминов
- •Полезные сайты:
- •Основы экологии и природопользования
Размах колебаний (Lint) третичного соотношения полов (% половозрелых самцов) в популяциях некоторых видов животных (по Яблокову, 1987)
Вид |
Lim |
Примечания |
Дрозофила Drosophila melanogaster |
0–50 |
Известны партено–генетические популяции (Яблоков и др., 1976) |
Бабочка Acraea ancedon |
0,6–38,6 |
|
Прыткая ящерица Lacerta agilis |
33–54 |
|
Лесной лемминг Myopus schisticolor |
22–70 |
|
Копытный лемминг Dicrotonyx torquatus |
38–50 |
|
Крапчатый суслик Citellus suslicus |
33–56 |
|
Соболь Martes zibellina |
50–70 |
|
Лось Alces alces |
40–58 |
|
Благородный олень Cervus elaphus |
21–49 |
|
Большая ночница Myotis myotis |
48,5–61 |
|
Ночница Миссури Myotis grisescens |
23–51 |
|
Многоножка Polyxemus lagunis |
0–41,6 |
Известны партено–генетические популяции (Palmen, 1949) |
Серебряный карась Carassius auratus |
0–50 |
Известны партено– генетические формы (Никольский, 1974) |
Речной окунь Percafluviatilis |
10–70 |
|
При определении третичного соотношения полов нельзя забывать об особенностях развития некоторых видов. Так, ряд видов хвостатых амфибий семейства амбистом (например, Ambystoma mexicanum), а также альпийский тритон Triturus alpestris имеют наследственно обусловленную блокировку метаморфоза, при которой отсутствует либо гормон гипофиза, либо гормон щитовидной железы. Эффекторы также могут утратить способность реагировать на гормоны, как это происходит, например, у европейского протея (Proteus anguineus).Такие животные достигают половой зрелости на стадии личинки (неотения). Явление неотении наиболее детально исследовано у тигровой амбистомы (A. tigrinum). Личинки этого и близких к нему видов – аксолотли – очень изменчивы по окраске, размерам и другим внешним признакам. Взрослые особи живут чаще всего по берегам озер, прудов, реже – по берегам рек. Ранней весной на севере и дважды, в конце зимы и летом, на юге амбистомы уходят в водоемы для размножения. Самки захватывают клоакой сперматофоры, отложенные самцами, и откладывают в воде икряные мешки. Развитие в яйце продолжается обычно около месяца. Развитие аксолотля длится до четырех месяцев. Пройдя метаморфоз, особи покидают водоем. В отдельных популяциях размеры личинок продолжают увеличиваться, не проходя, метаморфоза. У них развиваются половые органы, и они размножаются таким же путем, как и взрослые животные. Установлено, что в мелких водоемах с высокой температурой амбистомы обязательно проходят метаморфоз, превращаясь во взрослое животное, а в водоемах с низкой температурой метаморфоз не наступает.
Известен весьма удивительный случай неотении – участие в спаривании в некоторых популяциях горностая Mustela erminea еще слепых 10–дневных самок.
Третичный половой состав весьма динамичен. Замечена общая для человека и других млекопитающих закономерность: уменьшение доли самцов в старших возрастных группах. Сильной изменчивости подвержена доля самцов в популяциях полевок, например, в популяции пашенной полевки Microtus agrestis, изученной на островах Финского залива: в 1972 г. она составила 25,0–68,4%, в 1973 г. –21,6–56,0, в 1974 г. – 23,0–38,5%.
Существует много видов, для которых характерно чередование партеногенетического и двуполого размножения. Практически все виды планктонных коловраток и ветвистоусых ракообразных размножаются как партеногенетически, так и двуполым способом. Чередование способов размножения характерно и для многих видов тлей. Причины смены одного способа размножения другим обусловлены нередко комплексом условий среды и факторов эндогенного происхождения. Естественно, что при чередовании способов размножения третичное соотношение полов определять сложно. Необходимо исследовать половую структуру популяции на протяжении всего жизненного цикла организма.
Еще сложнее обстоит дело с видами, которые в начале периода половой зрелости при небольших размерах тела являются самцами, а с увеличением размеров начинают продуцировать яйцеклетки (полихета Ophriotrocha puerilis и брюхоногий моллюск Crepidula plana).
Трудно точно определить третичное отношение полов в популяциях гермафродитов. Иногда смена пола может происходить неодинаково в разных популяциях. При протерогинии у десятков видов рыб различных семейств {Serranidae, Maenidae, Sparidae, Labridae, Centracantidae, Cyprinidae) у молодых особей развивается яичниковая часть гонад, и они становятся самками. После одного или нескольких икрометаний яичник резорбируется и развивается семенник. В редких случаях бывает наоборот (протероандрия).
В семействе ямкоголовых змей (Crotalidae) один из видов рода Bothrops, представители которого населяют Центральную и Южную Америку, – островной ботропс (Bothrops insularis) характеризуется тем, что у самок имеются и мужские копулятивные органы. При вскрытии были обнаружены вполне развитые яичники и семенники. Герпетологи считают, что такое приспособление выработалось в связи с изоляцией популяции этого вида на острове как способ повышения темпа размножения при определенном уровне численности.
Третичное соотношение полов в значительной мере определяется и степенью оптимальности условий для спаривания, а также условий, обеспечивающих комфортную жизнь, как самцов, так и самок. У многих мелких млекопитающих (насекомоядные, хищники) доля мелких взрослых самцов четко связана с фазами численности. Неожиданным для многих исследователей оказалось то, что в природных популяциях можно встретить не только мономорфных самцов и самок, но и широкий спектр разных по хромосомному составу разнополых и промежуточных по полу особей.
Приведенные данные показывают, что половая структура популяций – это не простое численное соотношение особей мужского и женского пола, а сложная генетическая структура разного типа самцов и самок в разных возрастных группах.
Генетические особенности видовых популяций реализуются в зависимости от конкретных условий существования. Популяция представляет совокупность особей разных возрастов.
Возрастная структура популяции предопределяет основные динамические ее характеристики – рождаемость и смертность. Согласно теории динамики популяций кривые выживания и воспроизведения всех возрастных когорт определяют переход от возрастного состава популяции в данный момент к возрастному составу в следующий момент времени. Еще в начале XX в. американский статистик Лотка доказал, что если lx– и mx –кривые всех когорт последовательных возрастов одинаковы в течение длительного периода времени, то в популяции установится неизменная возрастная структура и численность ее будет расти по экспоненциальному закону. Однако в природных популяциях, как уже неоднократно отмечалось, экспоненциальный рост скорее исключение, чем правило, так как возрастная структура неустойчива.
Для характеристики возрастной структуры популяций нами использованы основные термины и понятия в формулировках Н. Тимофеева–Ресовского и др. (1973) с небольшими изменениями.
Поколение (генерация) – это потомство особей, появившихся на свет на протяжении одного цикла размножения (у однократно размножающихся видов) или всего репродуктивного периода (у видов с неоднократным размножением на протяжении жизни). Продолжительность поколения соответствует среднему периоду от рождения до достижения возраста половой зрелости. В табл. 38 показано, как сильно может меняться продолжительность поколения в зависимости от времени рождения.
Приплод (для растений – посев) – одновременно родившиеся особи от определенной совокупности родителей. Одна группа родителей может иметь несколько приплодов. Приплод определенной пары родителей у живородящих животных – помет. У собак в помете часто констатируют потомство разных самцов. Нередко приплодом считается потомство одной самки, появившееся на свет в течение короткого промежутка времени (родов).
Таблица 38.