7019
.pdfРисунок 1. Иерархия биологической систематики
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Пример классификации представителей царства растений и царства животных |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Растения |
Вид |
Род |
Семейство |
Порядок |
Класс |
Отдел |
|
Царство |
|
Ландыш |
Ландыш |
Лилейные |
Лилиецветные |
Однодольные |
Покрытосемен- |
|
Растения |
|
майский |
|
|
|
|
ные (цветковые) |
|
|
|
Ромашка |
Ромашка |
Сложноцвет- |
Сложноцвет- |
Двудольные |
Покрытосемен- |
|
Растения |
|
лекарствен- |
|
ные |
ные |
|
ные (цветковые) |
|
|
|
ная |
|
|
|
|
|
|
|
Живот- |
Вид |
Род |
Семейство |
Отряд |
Класс |
Тип |
|
Царство |
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Медведь |
Медведь |
Медвежьи |
Хищные |
Млекопитаю- |
Хордовые |
|
Живот- |
|
бурый |
|
|
|
щие |
|
|
ные |
Раздел 2. Разнообразие жизни на планете. Вирусы, бактерии, грибы. Вирусы. Бактерии, Цар-
ство грибы. Царство лишайники.
Древнейшие гетеротрофные организмы, занимающие промежуточное положение между растениями и животными (табл. 1). Встречаются как микроскопические, так и макроскопические грибы. Известно более 100 тыс. видов грибов.
|
Таблица 1 |
Признаки сходства грибов с растениями и животными |
|
Признаки сходства грибов с растениями |
Признаки сходства грибов с животными |
Неподвижный образ жизни |
Тип питания - гетеротрофный |
Неограниченный рост в течение всей жизни |
Отсутствие хлорофилла |
Наличие клеточной стенки |
Химический состав клеточной стенки – из хитина |
Абсорбтивное питание (то есть всасывание всей |
Участие в обмене веществ мочевины |
поверхностью тела, а не заглатывание пищи) |
|
11
Способны к синтезу витаминов |
Продукты запаса - жиры и гликоген |
Наличие в клетках вакуолей клеточного сока |
|
Большую часть жизни грибы проводят в стадии дикариона (рис. 2).
Рисунок 2. Дикарион в клетках грибов.
Раздел 3. Биоразнообразие растительного мира. Биоразнообразие растительных организмов и их взаимосвязь со средой обитания. Основные систематические группы. Семенное и вегетативное раз-
множение растений как основа сохранения редких видов.
Раздел 4. Биоразнообразие животного мира. Биоразнообразие животного мира и взаимосвязь со средой обитания. Основные систематические группы. Биологические и экологические особенности ви-
дов как основа для сохранения видов. Основные этапы исторического развития и усложнения расти-
тельного и животного мира на Земле.
Раздел 5. Основные методы оценки состояния и динамики биоразнообразия. Влияние дея-
тельности человека на биоразнообразие. Биологическое разнообразие как фактор устойчивости экоси-
стем. Прогнозирование изменения и стабилизации биомов в конкретных условиях. Индексы и модели биоразнообразия. Оценка численности видов животных. Оценка состояния ценопопуляций растений.
Глобальный, региональный и локальный уровни мониторинга биоразнообразия. Использование количе-
ственных методов для оценки биоразнообразия.
Биологическое разнообразие может рассматриваться на нескольких уровнях организации жизни:
молекулярном, генетическом, клеточном, таксономическом, экологическом и других.
Генетическое разнообразие.
При наличии разных аллелей одного гена и действия свободного скрещивания в популяциях воз-
никает следующее распределение генотипов: p 2 AA 2 pqAa p 2 aa ,
где p – концентрация гена A; q – концентрация гена a.
Эта закономерность получила название принцип равновесия, или закон Харди — Вайнберга. При определённых условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, т. е. её генофонд
12
не изменяется из поколения в поколение. В идеальной популяции в ряду поколений сохраняется без изменений постоянное соотношение частот генов, гомозигот и гетерозигот.
Видовое разнообразие
Видовой уровень разнообразия обычно рассматривается как базовый, центральный, а вид являет-
ся опорной единицей учета биоразнообразия.
Классификации биоразнообразия
В 1960 г. Р. Уиттекером была предложена следующая классификация биоразнообразия (табл. 2):
- разнообразие – разнообразие внутри местообитания или одного сообщества.
- разнообразие – разнообразие между местообитаниями.
- разнообразие – разнообразие в обширных регионах биома, континента, острова и т. д.
В 1979 году. Крюгер и Тейлор добавили к этой классификации еще - разнообразие.
-разнообразие – разнообразие, определяемое изменениями климатических факторов, что выра-
жается в смене растительных зон, провинций и т. д.
|
Таблица 2 |
Формы и типы разнообразия по Р. Уиттекеру и др. |
|
|
|
Инвентаризационное разнообразие |
Дифференцирующее разнообразие |
Точечное альфа-разнообразие – разнообразие в пределах |
Внутреннее бета-разнообразие (мозаичное разнообразие, изме- |
пробной площади или местообитания в пределах сооб- |
нение между частями мозаичного сообщества) |
щества |
|
Альфа-разнообразие (внутреннее разнообразие место- |
Бета-разнообразие (разнообразие между различными сообще- |
обитания для описания, представляющего гомогенное |
ствами вдоль градиента среды) |
сообщество) |
|
Гамма-разнообразие (для ландшафта или серии проб, |
Дельта-разнообразие (географическая дифференциация, измене- |
включающей более чем один тип сообщества, конкрет- |
ние сообщества вдоль климатических градиентов или между гео- |
ную флору или фауну) |
графическими регионами) |
Эпсилон-разнообразие (для биома, географического ре- |
Омега-разнообразие (разнообразие биомов в рамках эпсилон раз- |
гиона, включающего различные ландшафты) |
нообразия) |
Измерение и оценка биологического разнообразия
Компонентами биоразнообразия являются число видов и относительное обилие видов.
При оценке альфа-разнообразия оцениваются видовое богатство и выравненность обилий видов.
Видовое богатство – число видов, для сравнения отнесенное к определенной площади.
Выравненность – равномерность распределения видов по их обилию в сообществе.
Индекс Шеннона рассчитывается по формуле:
H’= - pi ln pi,,
где величина pi – доля особей i-го вида.
Индекс Шеннона обычно варьирует в пределах от 1,5 до 3,5, очень редко превышая 4,5.
Основные индексы общности для видовых списков
Самый простой способ измерения бета-разнообразия двух участков – расчет коэффициентов сход-
13
ства или индексов общности (табл. 3)
|
|
Таблица 3 |
|
Определение индексов общности |
|
|
|
|
а |
b |
а + b |
(число общих видов для двух |
(число видов, имеющихся только во втором |
(общее число видов во втором списке) |
списков) |
списке) |
|
с |
d |
с + d |
(число видов, имеющихся толь- |
(число видов, отсутствующих в обоих спис- |
(число отсутствующих видов во втором спис- |
ко в первом списке) |
ках, но имеющихся в других, в которые вхо- |
ке) |
|
дит всего S видов) |
|
а + с |
b+d |
a+b+c+d=S |
(общее число видов в первом |
(число отсутствующих видов в первом спис- |
(всего видов) |
списке) |
ке) |
|
Сумма (а + d) называется числом совпадений качественных признаков; сумму (b + с) называют числом несовпадений; а – числом положительных и d – числом отрицательных совпадений.
Все известные индексы общности распадаются на две группы в зависимости от того, учитывают они или игнорируют число отрицательных совпадений (d). Наибольшее значение в экологических рабо-
тах имеют индексы, в формулы которых входит только число положительных совпадений.
Предложено огромное число индексов общности, но чаще в биоценологических, фаунистических и биогеографических работах используются индексы Жаккара и Серенсена – Чекановского (табл. 4).
Эти коэффициенты равны 1 в случае полного совпадения видов сообществ и равны 0, если выборки со-
вершенно различны и не включают общих видов.
Таблица 4
Основные индексы общности, учитывающие положительные совпадения [Песенко, 1982]
|
|
Формула |
|
|
|
|
Автор |
Отношение |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IB |
|
|
|
a |
,b c |
|
Браун –Бланке, 1932 |
а к числу видов в большем списке |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
a b |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ISzS |
|
a |
|
|
,b c |
|
Шимкевич,1926; Симпсон,1943 |
а к числу видов в меньшем списке |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a c |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ICs |
|
|
|
|
|
|
|
|
2a |
|
|
|
|
Чекановский, 1900; Серенсен, 1948 |
а к среднему арифметическому числу видов в |
|||
|
a b |
a c |
|
|
двух списках |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
IK1 |
|
a |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
Кульчинский, 1927 |
а к среднему гармоническому числу видов в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двух списках |
||||
2 |
|
|
|
|
|
a c |
|
|||||||||||
|
|
|
a b |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IOB |
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
Охайя,1957; Баркман,1958 |
О к среднему геометрическому числу видов в |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двух списках |
|||||
|
|
|
a b a c |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
IJ |
|
a |
|
|
|
|
Жаккар,1901 |
а к. числу видов в объединенном списке |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
a b c |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14
ISS |
|
|
a |
|
Сокал, Снит, 1963 |
а к сумме числа видов в объединенном спис- |
|
|
|
|
|
|
ке и числу необщих видов |
||
2 a b c a |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IK 2 |
a |
|
|
Кульчинский, 1927 |
а к числу необщих видов |
|
|
|
|
|
||||
|
b c |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Чем выше биоразнообразие, тем устойчивее сообщество. Уровень загрязнения связан со снижени-
ем разнообразия и изменением характера видовых обилий.
При этом в охране природы обычно используются показатели видового богатства, а в экологиче-
ском мониторинге – индексы и модели видовых обилий.
Раздел 6. Региональное биоразнообразие. Видовое разнообразие России и Нижегородской обла-
сти. Анализ численности и лимитирующих факторов в отношении редких видов. Сохранение биоразно-
образия территории. Биоразнообразие городских территорий. Пути формирования городской флоры
Раздел 7. Международные программы и национальная стратегия изучения и сохранения би-
оразнообразия.Социально-экономические механизмы сохранения биоразнообразия Красная книга.
Рамсарская конвенция. Конвенция СИТЕС. Другие механизмы охраны биоразнообразия. Финансирова-
ние деятельности по сохранению биоразнообразия. Анализ зарубежного и отечественного опыта финан-
сирования ООПТ.
2.4.Контрольные вопросы
Контрольные вопросы к разделу 1
1.История возникновения термина «биоразнообразие».
2.В чем заключаются отличия видового и ценотического разнообразия и методов и его охраны?
3.Охарактеризуйте роль географических факторов в дифференциации биоразнообразия.
4.Какие механизмы охраны биоразнообразия вы знаете?
5.Каким образом ЛЭП влияют на биологическое разнообразие различных групп жи-вых организ-
мов?
6.Назовите основные факторы сокращения численности и исчезновения видов.
Контрольные вопросы к разделу 2
1.Почему грибы выделяют в отдельное царство?
2.Какие особенности биолгии грибов определили типы питания этих орагнизмов?
3.Почему лишайники называют пионерами растительности?
4.К каким именно загрязняющим веществам неустойчивы лишайники?
15
Контрольные вопросы к разделу 3
1.Какие растения относят в низшим?
2.Какие типы отделы растений относят к высшим растениям и почему?
3.В жизненном цикле каких растений преобладает гаметофит?
4.Благодаря каким ароморфозам покрытосеменные заняли господствующее положение в совре-
менной флоре?
Контрольные вопросы к разделу 4
1.Какие животные относятся к двуслойным?
2.Какие ароморфозы позволили пресмыкающимся освоить сушу?
3.Благодаря каким ароморфозам млекопитающие заняли господствующее положение на земле?
4.Какой фактор ограничивает распространение мхов, хвощей, плаунов и папоротников?
5.Какие таксоны животных и растенеий наиболее уязвимы к антропогенному воздействию?
6.Перечислите основные этапы исторического развития и усложнения растительного и живот-
ного мира на Земле.
7.Почему эволюция покрытосеменных, птиц и млекопитающих шла параллельно?
8.Сформулируйте закон биогенетических рядов С.Вавилова. Как он может быть использован для выяснения теоретической основы сохранения биоразнообразия?
9.Селекция и сохранение биоразнообразия.
Контрольные вопросы к разделу 5
1.Какие индексы оценки биоразнообразия вы знаете?
2.Какие методы для оценки состояния популяций применяются в настоящее время?
3.Охарактеризуйте зимние маршрутные учеты как метод количественной оценки состояния био-
разнообразия.
4.Какие количественные методы для оценки биоразнообразия вы знаете?.
5. . В чем суть площадных и линейных индексов ООПТ?
Контрольные вопросы к разделу 6
1.Причины сокращения численности и исчезновения видов в Нижегородской области
2.Виды ООПТ и особенности режима охраны.
3.Как можно оценить эффективность функционирования особо охраняемых природных террито-
рий?
4.Для всех ли ООПТ нужна охранная зона?
16
5.Роль ботанических садов в поддержании биоразнообразия.
6.Как можно сохранить и поддержать биоразнообразие городских территорий?
7.Какими путями формируется городская флора?
Контрольные вопросы к разделу 7
1.Что такое лимитирующие факторы?
2.Какие лимитирующие факторы имеют наиболее важное значение для поддержания численности видов растений, занесенных в Красные книги субъектов Российской Федерации?
3.Какие категории статуса видов приняты в Красной Книге Российской Федерации?
4.Какие категории статуса видов приняты в Красной Книге Нижегородской области?
5.Особенности ведения Международной Красной книги.
6.В каком году была принята Конвенция СИТЕС?
7.Какие виды заносятся в Приложение I СИТЕС? В другие приложения?
8.Что является административным и научным органами СИТЕС в Российской Федерации?
17
3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям
3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям
Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знако-
миться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях:
журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учеб-
ной программы.
В соответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного вы-
ступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.
При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы.
Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.
3.2Примеры задач для практических занятий
1.Определить число особей лесной куницы обитающей в лесном массиве S=200км2, если известно,
что n =15км, d =10км, следы пересекали лыжню 8 раз.
2.Определить количество лосей и кабанов на территории охотничьего хозяйства, а также плот-
ность обитания видов, если известно S хозяйства = 5000 га, 60% - лесная территория. Длина учетных маршрутов 100 км, число пересечений со следами лосей – 10, кабанов – 20.
3.Определить численность полевых мышей в стоге сена, если в первый отлов было поймано 100
животных, а во второй 70, 40 из них оказались меченными.
4.Подсчитать количество животных в водоеме, если в первый отлов было поймано 300 животных,
во второй 200, в третий отлов 150, а в четвертый 90.
5.Достаточно ли для организации парка 12 га, если это дубрава с липой. Для дуба: So = 1,3 га Tонт.=700 лет Tim = 50 лет Р=7 лет
Для липы: So=200 м2 Tонт=200 лет. Tim =15 лет Р=5 лет
18
6.Для организации парка было выделено 9 га земли. В какой форме его лучше создать, если Р квадра-
та=1200м, а Ртреугольника=1400м
7. Сравните заказники Нижегородской области по геометрическому признаку.
Название заказника |
Протяженность |
S, км2 |
Индекс |
Индекс |
Индекс |
|
границ, км |
|
формы |
линейный |
площадной |
Бутурлинский |
60 |
147 |
|
|
|
Варнавинский |
99 |
362 |
|
|
|
Вачский |
45 |
54 |
|
|
|
Д.Константиновский |
36 |
62 |
|
|
|
Чкаловский |
48 |
62 |
|
|
|
Керженский |
81,7 |
313,6 |
|
|
|
Кавернинский |
75 |
235 |
|
|
|
Личадеевский |
55 |
61 |
|
|
|
Михайловский |
117 |
199 |
|
|
|
Мухтоловский |
48,6 |
94 |
|
|
|
Навашенский |
87 |
191 |
|
|
|
Пижемский |
104,3 |
296,8 |
|
|
|
Пустынский |
30 |
62 |
|
|
|
Ситниковский |
18 |
21 |
|
|
|
Тонкинский |
29,5 |
20 |
|
|
|
Тумботинский |
96 |
105 |
|
|
|
Уразовский |
51,6 |
55 |
|
|
|
Клиновик |
19,8 |
6,12 |
|
|
|
Келемарский |
120 |
370 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19
4. Методические указания по организации самостоятельной работы
4.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.
Целями самостоятельной работы студентов являются:
- систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений сту-
дентов;
-углубление и расширение теоретических знаний;
-формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и спе-
циальную литературу;
-развитие познавательных способностей и активности студентов;
-формирование умений самостоятельного планирования и осуществления учебной научной дея-
тельности;
- формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенство-
ванию и самореализации.
Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связан-
ная либо с конкретной темой изучаемой дисциплины, либо с подготовкой к курсовой, выпускной ква-
лификационной работе, а также к защите ВКР. В данном разделе рассматривается только самостоятель-
ная работа первого вида.
Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация.
Планирование самостоятельной работы включает:
-уяснение задания на самостоятельную работу;
-подбор рекомендованной литературы;
-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.
Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе.
На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в себя:
-изучение рекомендованной литературы;
-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);
-взаимное обсуждение материала.
Необходимо помнить, что на лекции обычно рассматривается не весь материал. Оставшаяся вос-
полняется в процессе самостоятельной работы. В связи с этим работа с рекомендованной литературой
20