биогеография

Географическая дифференциация биоты по своей природе иерархична, при том более сходные регионы и участки б.ч. располагаются смежно, это определяет рангово-иерархический характер деления, общепринятой можно считать шкалу рангов (от низших к высшим): участок, район, провинция, область, царство. Деление территорий по сходству (путь сверху) исторически первичен и единственно возможен при недостаточной изученности распространения районируемых объектов, районирование снизу – от участков требует достаточно полной изученности географии объектов. Деление сверху допускает остановку на любом уровне детализации. Продуктивно последовательно-попеременное использование обоих методов. Сравнительному анализу подвергаются ареалы видов и сообществ, выявляются территории наибольших совпадений локальных ареалов (центры своеобразия) и полосы наибольших перемен – важнейшие границы, полученная сетка выделов затем ранжируется в соответствии с принятыми критериями для царств, областей, провинций и т.д. При комплексном районировании проводится анализ корреляций полученных схем с внешними физико-географическими, биологическими или какими-либо другими показателями сообразно задачам районирования.

Воп16

Биоценоз представляет собой—совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих участок земной поверхности и характеризующихся определенными отношениями как друг с другом, так и с совокупностью абиотических факторов. Составными частями биоценоза являются фитоценоз (совокупность растений), зооценоз (совокупность животных), микоценоз (совокупность грибов) и микробоценоз (совокупность микpoopганизмов). Синоним биоценоза - сообщество.

Участок земной поверхности (суши или водоема) с однотипными абиотическими условиями (рельефом, климатом, почвами, характером увлажнения и др.), занимаемый тем или иным биоценозом, называется биотопом (от греч. topos - место). В пространственном отношении биотоп соответствует биоценозу. Биотоп, с которым связаны обитающие здесь организмы и условия их существования, подвергается изменениям со стороны биоценоза. Однородность климатических условий биоценоза определяет климатоп, почвенно-грунтовых — эдафотоп, увлажнения — гидротоп.

По отношению к наземным животным как синоним термина «местообитание» чаще употребляется термин «стация» — участок пространства с совокупностью условий, необходимых для обитания животного вида, например стация белки, стация зайца-русака и т. д.

Территориальная совокупность биотопов образует более крупные подразделения. Сравнительно однородные биотопы объединяются в биохоры. Так, биотопы песчаных, глинистых, каменистых, галечниковых и других пустынь составляют биохору пустынь, биотопы хвойных и листопадных лесов — биохору лесов умеренного пояса. Биохора по своему содержанию близка к природной зоне, выделяемой географами. Биохоры объединяются в жизненные области: сушу, море и внутренние водоемы - - наиболее крупные подразделения биосферы со свойственным только им набором абиотических факторов. Биотоп и биоценоз являются составными частями экосистемы - природного комплекса, образованного живыми организмами (биоценозом) и средой их обитания (биотопом), которые связаны между собой обменом веществ и энергией. Экосистема не имеет строгой таксономической определенности, и ею могут быть объекты разной сложности и размерности — от кочки до материка, от небольшого водоема до Мирового океана. Вместе с тем экосистема — основная функциональная и структурная природная система биосферы, так как ее составляют взаимозависимые организмы и абиотическая среда, поддерживающие жизнь в той форме, в какой она существует на Земле.

При полевых исследованиях границы биоценоза устанавливают по фитоценозу, имеющему легко распознаваемые черты. Например, луговое сообщество легко отличить от лесного, еловые леса — от сосновых верховое болото — от низинного. Фитоценоз является экологическим каркасом биоценоза, обусловливающим его видовой состав и структуру. Представляя собой ведущий структурный компонент биоценоза, фитоценоз определяет видовой состав зооценоза и микробоценоза. Выполнять свои функции по оздоровлению измененной среды они могут только под защитой фитоценоза. Поэтому без создания экологического каркаса не может быть и речи об охране и рациональном использовании земельных ресурсов сельскохозяйственных районов. Ветровая эрозия, загрязнение подземных вод пестицидами и нитратами, сокращение численности вплоть до полного исчезновения животного населения могут быть значительно уменьшены при наличии этого каркаса.

Воп 17

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (от греч. bios – жизнь, koinos – общий). Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный – зооценозом, микробный – микробоценозом. Ведущий компонент – фитоценоз, определяющий, каким будет зооценоз и микробоценоз.

Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза. Видовая структура – число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы, т.е. видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

Видовое разнообразие – число видов в данном сообществе. Встречаются бедные и богатые видами биоценозы. Видовое разнообразие зависит от возраста сообщества (молодые сообщества беднее, чем зрелые) и от благоприятности основных экологических факторов •– температуры, влажности, пищевых ресурсов (биоценозы высоких широт, пустынь и высокогорий бедны видами). Высоким видовым разнообразием отличаются экотоны – переходные зоны между сообществами, а увеличение здесь видового разнообразия называется краевым эффектом.

Пространство с более или менее однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа (от греч. topos – место). Поскольку биоценоз невозможно оторвать от биотопа, они вместе образуют биологическую макросистему еще более высокого ранга – биогеоценоз, который, в свою очередь, подразделяется на: 1) продуценты – производители первичной продукции (зеленые растения); 2) консументы – первичные (растительноядные) животные, вторичные – (плотоядные) животные и т.д.; 3) редуценты (разрушители, деструкторы) – грибы и микроорганизмы, разлагающие органические соединения отмерших организмов до неорганических, которые вновь используются продуцентами для построения своего тела.

Каждый вид живого существа в среде, где он обитает, занимает определенное место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такое место экологи называют экологической нишей данного организма. Некоторые экологи чаще употребляют термин «местообитание» вместо термина «экологическая ниша», который обозначает лишь пространство, где распространяется и обитает определенный вид, тогда как термин «экологическая, ниша» включает в себя ту роль, функцию, которую выполняет данный вид в среде обитания.

Однако довольно трудно ограничить понятие «местообитание», поэтому было введено понятие «биотоп» для неорганической основы. Под «биотопом» понимаются не только вещества (почва, вода и т.д.), но физико-химические факторы (температура, освещение, химический состав и т.д.). Термином «биоценоз» обозначена совокупность всех организмов, обитающих в определенном биотопе. Биоценоз включает в себя сосуществование растений и животных, находящихся в разных отношениях: комменсализм, мутуализм, симбиоз, паразитизм и т.д.

Воп 18

До появления в науке понятий «биогеоценоз» и «экосистема» природные комплексы живых существ, как известно, с легкой руки К. Мёбиуса (1877) стали называться биоценозами. В соответствии с этим одной из первых классификаций природных единств была система классификации биоценозов, составленная американским экологом Клюгом (Klugh, 1923). Как и ранние системы классификации растительных сообществ, классификация биоценозов А. Клюга была топологической. Это и понятно, так как составление такой классификации гораздо проще, чем эколого-ценологической классификации, поскольку не требует познания самих растений, животных, их сочетаний в ценозы и др. А. Клюг установил такую иерархическую систему таксономических единиц для классификации морских биоценозов: association (ассоциация), systasis (группа ценозов), coenosis (ценозы).

В развернутом виде классификация морских биоценозов А. Клюга выглядела так:

I. Пелагическая ассоциация

Верхнепелагическая группа ценозов.

Среднепелагическая группа ценозов.

Нижнепелагическая группа ценозов.

II. Бентическая ассоциация

1. Верхнебентическая группа ценозов:

а) ценоз скалистого дна; б) ценоз гравийного дна; в) ценоз песчаного дна; г) ценоз илистого дна.

Среднебентическая группа ценозов: ценозы такие же, что и в 1-й группе.

Абиссальная группа ценозов.

Воп 19

Динамика биогеоценоза. Все биогеоценозы, несмотря на относительную устойчивость и стабильность испытывают большие или меньшие перестройки в своей структуре и метаболизме,что приводит к качественным и количественным изменениям. По В.Н.Сукачеву(1964) они могут быть циклическими(периодическими): суточные, сезонные, многолетние и т.п. и сукцессионными. Динамика - это изменчивость БГЦ, возникающая в результате накопления количественных изменений в его составе, структуре и функциональной организации.

Циклические изменения обратимы и не изменяют качественную специфику данного биогеоценоза. В отличие от этого сукцессионные изменения представляют собой процессы качественной смены одних биогеоценозов другими. Такие смены могут быть двух категорий:

Первая категория представляет собой серию смен одних БГЦ - в другими, характерную для данной природной зоны и её подразделений. Например прохождение сукцессионной серии после пожара или наводнения, подтопления.

Вторая категория – биогеоценогенез - процесс формирования биогеоценозов, смены их во времени и развития биогеоценотического покрова на той или иной территории (Сукачев). Он включает два взаимосвязанных этапа: 1. - сингенез, 2. –эндогенез.

Воп 20

Широтная зональность

Перевод

Широтная зональность

Широтная зональность — закономерное изменение физико-географических процессов, компонентов и комплексов геосистем от экватора к полюсам.

Первичная причина зональности — неравномерное распределение солнечной энергии по широте вследствие шарообразной формы Земли и изменения угла падения солнечных лучей на земную поверхность. Кроме того, широтная зональность зависит и от расстояния до Солнца, а масса Земли влияет на способность удерживать атмосферу, которая служит трансформатором и перераспределителем энергии.

Большое значение имеет наклон оси к плоскости эклиптики, от этого зависит неравномерность поступления солнечного тепла по сезонам, а суточное вращение планеты обуславливает отклонение воздушных масс. Результатом различия в распределении лучистой энергии Солнца является зональный радиационный баланс земной поверхности. Неравномерность поступления тепла влияет на расположение воздушных масс, влагооборот и циркуляцию атмосферы.

Зональность выражается не только в среднегодовом количестве тепла и влаги, но и во внутригодовых изменениях. Климатическая зональность отражается на стоке и гидрологическом режиме, образовании коры выветривания, заболачивания. Большое влияние оказывает на органический мир, специфические формы рельефа. Однородный состав и большая подвижность воздуха сглаживают зональные различия с высотой.

В каждом полушарии выделяют по 7 циркуляционных зон.

Воп 21

Современные подходы к описанию природных систем, связанные с анализом видовового разнообразия растительного покрова, основаны, в первую очередь, на методах моделирования пространственных данных. Поскольку решающую роль в формировании видового состава растительного покрова на региональном и локальном уровнях играют факторы среды, основное внимание уделяется формализации описания такой связи и ее использованию для пространственного моделирования.

В научной среде географов и экологов существуют различные подходы как к методологии описания пространственных аспектов различных природных систем, так и к самому разделению экологических и географических аспектов такого описания (представление о биогеоценозах как элементарных биохорологических единицах биосферы, основанное на работах В.И.Вернадского, В.В.Докучаева, В.Н.Сукачева, Н.В.Тимофеев-Ресовского; экосистемный подход, известным представителем и популяризатором которого является Одум; учение о геосистемах Сочавы; ландшафтный подход, развитый в работах А.Г.Исаченко).

Подход к описанию растительности и ее разнообразия развит в работах Уиттакера и работах отечественных авторов Б.А. Юрцева и Л.И.Малышева. Описание связи факторов среды и растительности основывается на предложенном Уиттакером изучении комплексных градиентов среды как определяющих структуру сообществ, определении характеристик местообитаний и формализации понятия экологической ниши вида, введенного в работах Гринелла, Элтона, Гаузе и Хатчинсона. Для распределения растительности по градиентам среды рассматриваются две концепции: континуальности (основанная на гипотезе экологической индивидуальности видов и представленная в работах Л.Г.Раменского и Глизона), и холистическая, представленная в работах Клементса и Добенмайра.

Пространственная структура растительного покрова анализируется как на популяционно-видовом уровне, связанном с ординацией (работы Л.Г.Раменского, Б.М.Миркина, Г.С.Розенберга, Уиттакера и Кертиса), так и на фитоценотическом уровне, связанном с классификацией, различные подходы к которой представленный в работах Браун-Бланке, Добенмайра, В.Н.Сукачева, Б.М.Миркина, Т.А.Работнов, Т.И.Исаченко.

В настоящее время активно развиваются методы градиентного анализа сообществ (неформальные методы, методы, основанные на расстоянии, непрямой и прямой градиентный анализ, развитые в работах Уиттакера, Кертиса, Орлочи, Гауча, Хилла, Тер Браака), позволяющие численно описать связь факторов среды и отклика на них растительности. Возможен и надфитоценотический уровень хорологических единиц структуры растительности, связанный с анализом пространственной мозаики, и вопросами картирования.

Все это приводит к существующим концептуальным подходам к моделированию пространственной структуры растительного покрова как отклика на градиенты факторов среды, включая равновесные и неравновесные модели, индивидуалистский и холистический подходы, использование концепции ниш, способы моделирования местообитаний и пространственной мозаики на различных масштабных уровнях, и выбор предикторов пространственного распределения видов и единиц растительности.

Когда модель отклика отдельных видов или сообществ на факторы среды построена, традиционным способом моделирование на ее основе потенциального пространственного распределения видов или сообществ является моделирование их потенциальных местообитаний с последующим переходом к растительности. Показана ограниченность такого подхода – так, традиционные методы моделирования пространственного распределения растительности являются детерминированными, и позволяют воспроизвести только усредненное пространственное распределение. Очевидно, что при этом возникает проблема утери специфической стохастической структуры растительного покрова, проявляющейся на наиболее детальных уровнях масштабной иерархии, и связанной со случайными причинами, которые приводят к появлению характерной пространственной мозаики; существующие отдельные работы не позволяют полностью решить эту проблему.

Таким образом, необходима разработка комплексного подхода, позволяющего описывать растительность с использованием формальных единиц заданной детальности, с учетом связи этих единиц с факторами среды, с возможностью описания и моделирования реально существующей на конкретной территории стохастической пространственной мозаики растительного покрова в различных масштабах, и совмещающего достоинства холистического и индивидуалистского подходов к моделированию растительности

Воп 22

Высотная поясность, высотная зональность — закономерная смена природных условий, природных зон и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты (высоты над уровнем моря).

Высотный пояс, высотная ландшафтная зона — единица высотно-зонального расчленения ландшафтов в горах. Высотный пояс образует полосу, сравнительно однородную по природным условиям, часто прерывистую[1]

Типы высотной поясности[править исходный текст]

Каждой ландшафтной зоне свойственен свой тип высотной поясности, свой поясной ряд, характеризуемый числом поясов, их последовательностью и высотными границами. Полный спектр высотной поясности можно наблюдать в крупных горных массивах экваториальных и тропических широт (Анды, Гималаи).

Формирование типов высотной поясности горных систем определяют следующие факторы:

Географическое положение горной системы. Количество высотных поясов в каждой горной системе и их высотное положение в основных чертах определяются широтой места и положением по отношению к морям и океанам (континентальностью). По мере продвижения с севера на юг высотное положение природных поясов в горах и их набор постепенно увеличиваются. Самый нижний пояс в горной системе является продолжением той широтной зоны, которая расположена у подножия.

Абсолютная высота горной системы. Чем выше поднимаются горы и чем ближе они расположены к экватору, тем большее количество высотных поясов они имеют.

Рельеф. Рельеф горных систем (орографический рисунок, степень расчленённости и выравненности) определяет распределение снежного покрова, условия увлажнения, сохранность или вынос продуктов выветривания, влияет на развитие почвенно-растительного покрова и тем самым определяет разнообразие природных комплексов в горах.

Климат. С поднятием в горы меняются температура, увлажнение, солнечная радиация, направление и сила ветра, типы погоды. Климат определяет характер и распространение почв, растительности, животного мира и т. д., а следовательно, разнообразие природных комплексов.

Экспозиция склонов. Она играет существенную роль в распределении тепла, влаги, ветровой деятельности, а следовательно, процессов выветривания и распределения почвенно-растительного покрова. На северных склонах каждой горной системы высотные пояса расположены обычно ниже, чем на южных склонах.

Схема высотной поясности растительности земного шара (по Троллю, с дополнениями) Внешние изображения

Примеры высотной поясности

Высотная поясность в глобальном масштабе

Высотная поясность евразийских горных систем

Высотная поясность Восточного Урала

На положение, изменение границ и природный облик высотных поясов оказывает влияние и хозяйственная деятельность человека.

Отчётливее всего различаются две группы типов высотной поясности: приморская и континентальная. Для приморской группы характерно преобладание горно-лесных типов ландшафта в низко- и среднегорьях и наличие безлесного пояса (альпийского в широком смысле слова) в высокогорьях. Для континентальной группы высотных поясов характерны безлесные ландшафты, обычно с последовательной сменой от пустынных в подножиях и предгорьях к горно-степным и горно-луговым в среднем и верхнем этажах гор.

При более детальном расчленении в пределах этих групп выделяется несколько типов спектров высотной поясности, выдержанных в обширных меридиональных полосах. В каждой из этих полос общими являются не только климатические условия, но и история природы, прежде всего общность или связь очагов формирования флор и фаун.

Примеры типов высотной поясности[править исходный текст]

Прибрежно-атлантический тип представляют горы Западного Кавказа. Самым нижним является горно-лесной пояс с подпоясами широколиственных и хвойных лесов. Выше идёт альпийский (в широком смысле) пояс с подпоясами субальпийского криволесья и высокотравных лугов, собственно альпийских низкотравных лугов и нивальным.

Примером урало-тяньшаньского типа высотной поясности служат горы Средней Азии со сменой поясов от пустынь в подножиях к горным степям на склонах, местами с переходами к горным лесам, лугам и высокогорным пустыням, выше которых также простирается нивальный пояс.

Воп 23

В "жизни" географической оболочки огромную роль играет растительность, осуществляющая фотосинтез, благодаря чему происходит прирост фитомассы. Этот процесс является важной функцией биосферы, начальной фазой биологического круговорота. Из общей массы живого вещества планеты 99 % принадлежит зеленым растениям суши и океана. В биомассе суши преобладает фитомасса, а в океане — зоомасса. За год растения суши и океана усваивают около 5 • 1010 т углерода, разлагают 1,3 • 1011 т воды, выделяют 1,2 • 105 т молекулярного кислорода и связывают 18,84 • 1017 кДж солнечной энергии, трансформированной в потенциальную химическую энергию органических веществ. Информация о предложениях в рубрике мешки полипропиленовые для, полипропиленовые мешки в розницу.

Распределение растительной массы в пределах географической оболочки неравномерно. Оно зависит от гидротермических условий, рельефа, почвогрунтов и т.д. Основная масса растительности суши приходится на долю лесов (82 % общих запасов), хотя они занимают лишь около четверти ее. Наибольшей продуктивностью отличаются тропические влажные леса. Средние запасы фитомассы в них оцениваются в 440 т/га [37]. По запасам фитомассы за тропическими лесами идут субтропические лиственные — 410 т/га, широколиственные умеренного пояса — 370 — 400, средняя и южная тайга — 260 — 330 т/га [5 ].

Леса — составная часть биосферы и географической оболочки в целом, они с древнейших времен представляли собой непременное окружение человека.

Леса играют огромную роль в поддержании определенных природных процессов, поставляя в атмосферу кислород: 1 га леса может поглотить 5 –10 т углекислого газа и выделить 10 — 20 т кислорода в год. В лесу (особенно хвойном) в воздух выделяются фитонциды, убивающие микробы и оздоровляющие воздух. Лесная растительность играет важную водорегулирующую, роль, предупреждает водную и ветровую эрозию. Леса поставляют древесину, смолы, орехи, ягоды и многие другие виды сырья и продуктов. Они необходимы для существования многих видов животных. Важна роль лесов в удовлетворении потребностей человека в отдыхе и оздоровлении. Нельзя недооценивать и эстетические свойства лесных ландшафтов.

К сожалению, состояние лесов нашей планеты в настоящее время критическое. С каждым годом усиливается наступление на них человека. Увеличивающиеся потребности в древесине для производства бумаги и строительства ежегодно приводят к сокращению площади лесов в мире. Особую тревогу вызывает у мировой общественности состояние влажно-тропических лесов. Они уничтожаются быстрыми темпами, что связано с переводом занимаемых ими земель в сельскохозяйственное использование, а также со строительством дорог и населенных пунктов. Влажно-тропические леса покрывают 6 % земной поверхности, но а них сосредоточено не менее половины земных видов животных и растений, число которых достигает по разным оценкам, от 5 до 30 млн. Каждый год наряду с непосредственным уничтожением от 7,6 до 10,0 млн га еще 10 млн га таких лесов оказываются сильно разрушенными

Воп 24

Гипотезы происхождения жизни на земле

Размещено 29 Июня, 2011 by admin

На протяжении тысячелетий человечество интересовалось, каким образом возникла жизнь на нашей планете. Лучшие умы, с древности вели бескомпромиссные споры на эту тему.

Основными противоречиями в те времена являлись разногласия между материалистами и сторонниками идеалистических взглядов. С тех пор прошло много времени. Мир не стоит на месте.

Процесс познания человеком окружающего мира продолжается. Накапливаются факты, делаются новые причинно-следственные связи и на сегодняшний день все гипотезы происхождения жизни на земле можно условно разделить на три группы: эволюционная теория, гипотеза панспермии и креационизм.

Эволюционная теория

Основоположником теории эволюции, считается Чарльз Дарвин. В основе этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит концепция естественного отбора. Эта теория предполагает постепенное эволюционирование организмов от простейших форм к более сложным формам, что означает наличие «общего предка» для всех живых существ.

Безусловно, современные воззрения сторонников этой доктрины очень отличаются от «классической» теории Дарвина. Но, несмотря на это в её основе лежит вся та, же концепция изменчивости видов, под влиянием воздействий окружающей среды.

Гипотеза панспермии

Согласно этой доктрине жизнь была занесена на нашу планету из космоса. И основана она на возможности некоторых простейших организмов переносить такие неблагоприятные условия, как: температура близкая к абсолютному нулю, глубокий вакуум, радиация и ряд других факторов. Это теория не отрицает возможность умышленного «занесения» жизни на планету какими-то инопланетными существами.

К этой же теории можно отнести и гипотезу о том, что жизнь во вселенной образовалась в результате большого взрыва, то есть возникла вместе с самой вселенной.

Креационизм

У этой концепции, вероятнее всего, наиболее древние корни. Основным положением этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит теория создания всего сущего единым высшим существом, то есть Богом. Если верить этой теории, то все живые существа были сотворены в таком же виде, в каком существуют и сейчас.

Она утверждает, что процесс сотворения мира произошёл единожды, а поэтому не доступен для наблюдения. Фундаментальный креационизм, согласно христианской традиции, изложенной в книге Бытия, утверждает, что ни о каком естественном отборе не может быть и речи. Тех же самых взглядов придерживаются и фундаментальные исламисты.

Деление на эти три группы – абсолютно условное понятие. Внутри каждой из этих групп существуют свои разногласия, а соответственно и разные течения. Как ни странно, многие религиозные лидеры, пусть и не безусловно, но всё же поддерживают эволюционную теорию и находят доказательства ей в той же самой книге Бытия.

Они говорят о том, что в Библии нигде не сказано, что Бог создал траву, пресмыкающихся, но сказано: «произвела земля». То есть Творец повелевает создать: "да произведет вода пресмыкающихся... да произведет земля душу живую". Гипотеза панспермии, хотя и говорит о том, что жизнь была занесена на землю из космоса, но также не отрицает теорию естественного отбора.

Совершенно очевидно, что у каждой гипотезы происхождения жизни на земле есть свои «тонкие» места. Так, например, в эволюционной теории, по подсчётам некоторых учёных для возникновения вируса природе нужно было бы перебрать 10 в минус 10-миллионной степени случайных комбинаций.