26. Экосистемы и биогеоценозы
Биогеоценоз это длительно самоподдерживающаяся динамичная система функционально связанных организмов и абиотической среды, характеризующаяся определенным типом обмена веществ, энергии и информации. Границей биогеоценоза является граница растительного сообщества то есть фитоценоза который он занимает. Иногда биогеоценозом называют совокупность биоценоза и биотопа:
биогеоценоз = биоценоз + биотоп.
Биоценозом называется совокупность популяций видов живых организмов населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, и характеризующихся определенными взаимоотношениями между собой и приспособленностью к условиям абиотической среды.
Биотопом называется участок абиотической среды, который занимает биоценоз.
Более употребительным термином, отражающим функциональную взаимосвязь живых организмов и среды, является экосистема. Это понятие было введено Артуром Тенсли в 1935 году. Экосистема или экологическая система это совокупность живых организмов и неорганических компонентов, в которых происходит круговорот веществ. Термины экосистема и биогеоценоз не совсем равнозначные, но в настоящее время допускается их использовать как синонимы.
21. Рост численности популяции, популяционная динамика и ее типы
Теоретически скорость роста популяций зависит от её биотического потенциала.
Биотический потенциал (БП)отражает теоретический мах потомков от одной пары (особи) за год, за месяц. Обычно БП выражают коэффициентом и определяют как мах прирост популяций за отрезок времени ∆t относ.к одной особи при начальной численности популяций Nо. ∆N / ∆t = чNо, →r=∆N/Nо∆t.
В условиях неограниченного роста численности популяций, изменение численности выражается экспоненциальной кривой. Она может выражена интегральной формулой е=2,7182, Nt= Nо*еrt, где Nо-численность в нулевом времени, Nt-численность во время t. ℓn Nt= ℓn No+ r t r = (ℓn Nt - ℓn Nо) / t
Величина БП чрезвычайно различна в разных видах. На самом деле БП отражается не только кол-вом воспроизведенного потомства, сколько потенциальными возможностями вида организма. Если допустить возможность роста популяции по экспоненциальной зависимости то графически это отражается экспонентой при обычной шкале и прямой при логарифмической.
В
природе БП никогда не реализуется
полностью. Обычно его величина
определяется как разность между
рождаемостью и смертностью.R=b-d
(b-число
родившихся, d-число
погибших) Т.о. рождаемость в значительной
степени определяется БП вида. Ее величина
зависит от следующих причин: доля
репродуктивных особей; от соотношения
полов (особенно если вид моногамный);
от частоты и последовательности
генераций. По частоте генераций выделяют:
- моноциклические виды (1 период
размножения за жизнь), - полициклические
виды (несколько периодов размножения);
соотношение периода размножения и
общей продолжительности жизни; степень
заботы о потомстве
Способность к увеличению численности находится в зависимости от степени депрессивности численности данной популяции, т.е. высокая плодовитость наблюдается в условиях более высокой смертности.
Смертность популяции зависит также от множества причин: от генетической полноценности особей; от физиологической состояния; от влияния неблагоприятных абиотических факторов; воздействия хищников, паразитов, болезней и т.д.
Закономерным процессом для популяции, определяющим рост и убыль численности является выселение части особей или пополнение ее пришельцами. Выселение обычно носит регулярный характер и называется дисперсией популяции. Дисперсия приводит к занятию новых мест, расширению ареала вида, к успеху в борьбе за существование. В период депрессии численности дисперсионные явления сменяются на иммиграционные (процессы вселения).
Т.о. для популяции характерен как рост численности, так и ее убыль, поэтому реальные графики роста численности сильно отличаются от экспонента. Темпы роста численности постоянно меняются.
Изменения, зависящие от плотности популяции: в прямой зависимости от плотности. Сначала темп роста высок и постоянен вне зависимости от нарастающей плотности. При достижении определенной плотности темп падает до нуля. В обратной зависимости от плотности популяции. В этом случае разреженная популяция в благоприятных условиях наращивает численность, однако чем больше становится особей, тем меньше доля очередного воспроизводства, пока скорость воспроизводства не сравняется со смертностью.
В большинстве случаев зависимость от плотности носит и не прямой, и не обратный характер.
Наиболее высокий рост происходит в случае, если популяция разрежена, но только до определенных пределов до оптимальной плотности.
На графике зависимость роста популяции от плотности обычно отображается s-образной кривой. Вначале плавный рост, затем резкий и наконец при достижении определенной плотности численность не растет.
Т.о. можно выделить следующие типы роста численности популяции:
- экспоненциальный
|
- логистический dN/dt=чmaxN((K-N)/K))
|
Циклический тип численности
|
К – верхняя асимптота, т.е. мах возможное определяемое емкостью среды численность популяции.
( (К-N) / К ) – это параметр означает степень сопротивления среды, обусловленный плотностью популяции.
Однако в связи с наличием в нем и внутренних факторов в популяции редко обнаруживается такой «идеальный» экспоненциал или логистический рост.
При логарифмическом росте численность может выходить за пределы емкости среды. Колебание численности потом стабилизируется, происходит затухание.
Если на каждом этапе цикла происходит изменение, обуславливающее следующий этап, то затухание колебания численности не происходит и формируется циклический тип колебания численности.
Циклические типы могут осуществляться в 3 видах: Стабильный. Характерен для крупных животных с большей продолжительностью жизни (слоны, китообразные) и у него небольшая амплитуда, но большой период (период 20 и более лет). Лобильный. Характерен для животных с более коротким циклом жизни (10-15 лет) и высокой плодовитостью (птицы, рыбы). Период колебания приблизительно 5-11 лет. Амплитуда достаточно значительна. Эфимерный. Характерен для короткоживущих плодовитых животных (мелких грызунов, насекомых с коротким циклом развития) цикл обычно 4-5 лет. Численность очень неустойчива с резкими вспышками и депрессиями.
____________________________________________________________________________________________________________________________