Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биоэкология. Учебное пособие
.pdf
Мы рассмотрели далеко не все механизмы, обеспечивающие ста-
бильность и устойчивость популяций. Однако можно сделать вывод
о том, что эволюционно сохранились те виды и популяции, которые
могут поддерживать свою структуру в меняющихся условиях cреды.
Очевидно, что пределы устойчивости не бесконечны. Если уровень
воздействия (например, со стороны человека – прямо, или косвенно
через
изменение среды обитания) превышает пределы устойчивости,
популяции угрожает сокращение численности, и. возможно, гибель.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Популяционная структура видов.
2. Классификация популяций на ландшафтно-биотической основе.
3. Типы размещения особей в популяции.
4. Генетическая структура популяции. Дрейф генов.
5. Типы популяций по возрастному спектру.
6. Этологическая структура популяции. Эффект группы
.
7. Основные характеристики динамики и устойчивости популяций.
8. Гомеостаз популяции.
9. Типы кривых выживаемости.
10. Три типа зависимости численности популяции от ее плотности.
11. Факторы или причины колебания численности.
51
ГЛАВА VI
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША
БИОЛОГИЧЕСКОГО ВИДА
6.1. ТЕРМИН И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НИШИ (ЭН)
«Экологическая ниша «биологического вида» – место, занимае-
мое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических
связей и требований к факторам среды.
Термин
и в 1927 году Чарльзом Элтоном. В настоящее время определение
Гриннелла принято называть «
термин ближе понятию «местообитание»), а определение Элтона называют «
сумму факторов существования данного вида, основным из которых
является его место в пищевой цепочке). Два вида в сообществе не могут занимать одну экологическую нишу, однако один вид в различных
сообществах может занимать различные экологические ниши. «
гическая ниша
организмом, но и его функциональная роль в сообществе (например,
его положение в пищевой цепи), его место относительно внешних
факторов.
В структуре экологической ниши выделяют 3 составляющие:
Пространственная ниша (место обитания) – «адрес» организма.
Трофическая ниша – характерные особенности питания и роль
вида в сообществе – «профессия».
Многомерная (гиперпространственная) экологическая ниша –
диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь
или популяция. Различают:
«Экологическая ниша» введен в 1914 году Дж. Гриннеллом
пространственной нишей» (по смыслу
трофической нишей» (экологическая ниша представляет собой
Эколо-
» – это не только физическое пространство, занимаемое
52
– «фундаментальную (потенциальную) нишу», которую вид мог
бы занимать в отсутствие конкуренции, хищников, при оптимальных
абиотических условиях.
– «реализованную нишу» – фактический диапазон условий существования организма, меньше либо равный «
фундаментальной нише»,
в которой вид существует под воздействием условий среды. Существует определенное правило «обязательности заполнения экологи-
ческой ниши»:
Пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена. В насыщенных биогеоценозах жизненные ресурсы
используются наиболее полно – в них все экологические ниши заняты.
В ненасыщенных биогеоценозах жизненные ресурсы утилизируются
частично, для них
характерно наличие свободных экологических ниш.
Экологическое дублирование – занятие освободившейся экологической ниши другим видом, способным выполнять в сообществе те же
функции, что и исчезнувший вид.
Из этого следует, что зная распределение видов по экологической
нише в сообществе и параметры каждой экологической ниши, можно
заранее описать вид, который сможет занять ту
или иную нишу в слу-
чае ее освобождения.
6.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НИШИ
Основными характеристиками экологической ниши являются:
1. Ширина экологической ниши.
2. Перекрывание данной ниши с соседними экологическими нишами.
Ширина экологической ниши – относительный параметр, который оценивают путем сравнения с шириной экологических ниш других видов.
Эврибионты обычно имеют более широкие экологические ниши,
чем
стенобионты. Одна и та же экологическая ниша может иметь раз-
личную ширину по разным направлениям: например, по пространственному распределению, пищевым связям и т.д.
Перекрывание экологической ниши с соседними возникает, если
различные виды при совместном обитании используют одни и те же
ресурсы. Перекрывание может быть полным или частичным, по од
ному или нескольким параметрам экологической ниши.
Если экологические ниши организмов двух видов сильно отличаются друг от друга, то данные виды, имеющие одно и то же место оби-
-
53
тания, не конкурируют друг с другом (3 на рис. 22). Если экологические ниши
частично перекрываются (2 на рис. 22), то их совместное
сосуществование будет возможно благодаря наличию у каждого вида
специфических приспособлений. Если же экологическая ниша одного
вида
включает в себя экологическую нишу другого (1 на рис. 22), то
возникает интенсивная конкуренция, доминирующий конкурент вытеснит своего соперника на периферию зоны приспособленности.
Рис. 22. Варианты существования ЭН вида с соседними
В природе особи каждого вида одновременно подвергаются меж-
видовой
и внутривидовой конкуренции. Конкуренция приводит к важ-
54
ным экологическим последствиям. Межвидовая конкуренция по своим
последствиям противоположна внутривидовой, так как она сужает
площадь местообитания, и количество и качество необходимых ресурсов среды.
Внутривидовая конкуренция способствует территориальному рас-
пространению видов, то есть расширению пространственной экологической ниши. Если межвидовая конкуренция больше, то ареал данного
вида уменьшается до территории с оптимальными условиями и одновременно увеличивается специализация вида. Конечный результат
существования вида в экологической нише это –
довой и внутривидовой конкуренции
.
соотношение межви-
Рис. 23. Роль меж- и внутривидовой конкуренции в реализации ЭН
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Понятие о экологической нише.
2. Правило «обязательности заполнения экологической ниши».
3. Характеристики экологической ниши.
4. Варианты существования ЭН вида с соседними нишами
5. Экологическое дублирование
6. Потенциальная и Реализованная ЭН.
7. Роль внутри- и межвидовой конкуренции в реализации ЭН.
55
ГЛАВА VII
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
7.1. КСЕНОБИОТИКИ
За последние 40–50 лет в природный круговорот (трофические цепи) включилось большое число не содержащихся в природе веществ.
Это ксенобиотики – медленно разлагающиеся вещества, никогда не
существовавшие в Земных биоценозах. В настоящее время происходит
постепенное накопление их в природе, и загрязнение окружающей
среды. Тяжесть воздействия ксенобиотиков определяют три фактора:
Химическая природа (токсичность): насколько они активны и
вредны для человека, растений или животных.
Концентрация – содержание на единицу объема или массы воз-
духа, воды или почвы.
Устойчивость – продолжительность существования в воздухе,
воде и почве.
Примером ксенобиотиков являются стойкие органические загрязнители (СОЗ). К основным СОЗ относят:
Пестициды: алдрин, эндрин, хлордан, ДДТ, гептахлор; промышленные продукты
котокичные побочные продукты
(полициклические ароматические углеводороды). Все эти вещества
относятся к классу хлорорганических соединений. В 1960–1970-х гг.
многие СОЗ использовались в качестве пестицидов для борьбы с различными вредителями сельскохозяйственных культур. Их отличительной особенностью является большая
ность к
тканях человека, животных, птиц и рыб). Кроме того, известно, что
СОЗ образуются при работе более чем половины всех химических и
биоаккумуляции (то есть способность накапливаться в жировых
: гексахлорбензол, ПХБ (полихлорбифенилы); высо-
: диоксины, дибензофураны, ПАУ
устойчивость в среде и способ-
56
промышленных производств. Таким образом, их воздействие на окружающую среду проявляется до сих пор. Рассмотрим подробней влияние ксенобиотиков на организм человека на примере пестицида ДДТ.
Пестицид ДДТ – инсектицид, применяемый против комаров, вредителей хлопка, соевых бобов. Соединение было открыто в 1939 году
швейцарским химиком Пауль Мюллером, за что он в 1948
году получил Нобелевскую премию по медицине. Инсектицид ДДТ широко использовался в 1950-60 гг. во всем мире. Так, к 1962 году были произведены 82 миллиона килограммов. Позже этот пестицид был запрещен
во многих странах, в том числе и в СССР. Было выявлено, что применение ДДТ оказывает влияние на функцию воспроизводства (дето
родную) и является иммунотоксином и канцерогеном (вызывает
злокачественные новообразования). В настоящее время устойчивость
инсектицида привела к тому, что ДДТ находят в жировой ткани человека, в грудном молоке кормящих матерей, в крови.
В США установили, что содержание ДДТ в грудном молоке жен-
щин больше в 4 раза, чем допускают санитарные
нормы для коровьего
молока. По мере накопления данных о вреде здоровью людей и окружающей среде в 1970–1980-х гг. во многих странах был введен запрет
на производство и применение ДДТ и его аналогов.
На международном уровне в 1994 году был составлен список из
12 СОЗ, главными из которых являлись: ПХБ (полихлорбифенилы),
ПХДД
/ПХДФ (диоксины), ДДТ, ПАУ и которые были названы «гряз-
ная дюжина».
Таким образом, использование органических загрязнителей несет
колоссальный вред не только окружающей среде, но и здоровью населения. Проникая в организм человека, эти соединения могут поражать
все системы организма.
-
7.2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Загрязнением природной среды называют
родной среды
под действием веществ или явлений, оказывающих от-
любые изменения при-
рицательное воздействие на экосистемы, а также – на здоровье, выживаемость или деятельность человека.
Первичное загрязнение – поступление в окружающую среду
загрязняющих веществ, непосредственно образующихся в ходе
естественных, природно-антропогенных и чисто антропогенных
процессов.
57
Вторичное загрязнение – образуется в результате преобразования
под действием физико-химических процессов какого-либо вещества,
самого по себе не оказывающего вредного воздействия. Примером
служат
фреоны (хлорфторуглеводороды).
7.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
По масштабам воздействия загрязнения подразделяются:
– Локальные – вокруг промышленных предприятий, животновод-
ческих комплексов и т.д.
Например, загрязнение окружающего про-
странства комплексом крупного рогатого скота (КРС) на 10 тысяч голов в сутки. В окружающую среду выбрасывается: 57 кг аммиака,
1310 миллиардов микроорганизмов, 2148 кг органических веществ.
–Региональные – загрязнения охватывают область, регион, бассейн
реки, государства.
– Глобальные – загрязнения могут быть обнаружены в любой дру-
гой точке планеты, далеко от его источника, например, хлорорганические соединения в яйцах пингвинов в Антарктиде.
– Космические – (в космическом пространстве), например, отрабо-
танные ступени летательных аппаратов).
По характеру образования все виды загрязнений подразделяются
на следующие.
ПРИРОДНЫЕ (естественные) – происходящее без участия чело-
века, вызываемое естественными причинами либо в результате косвенного воздействия человека на природную среду. Разновидность
(геохимическое загрязнение) – возникшее в результате образования и
неравномерного развития литосферы Земли. Например, недостаток или
избыток в какой-либо местности какого-либо микроэлемента можно
отнести к
геохимическому загрязнению.
АНТРОПОГЕННЫЕ – это загрязнения, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека. Они, в свою очередь, подразделяются на:
– промышленные – вызываются либо всей отраслью промышлен-
ности, либо отдельно взятым предприятием;
– сельскохозяйственные – возникают при внесении удобрений,
ядохимикатов, сбросе отходов животноводства.
ВОЕННЫЕ – военные действия на территории страны и за рубежом и др
.
58
В Природоохранном аспекте различают загрязнение: атмосферы,
водных объектов и почв.
1. Загрязнение атмосферы
Ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу
поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы,
65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т фреонов, органические соединения
свинца, углеводороды, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа). Основная
причина загрязнения атмосферы – сжигание
природного топлива, промышленное производство и автомобильные
выбросы.
2. Загрязнение природных вод
Загрязнения происходят вследствие сброса в реки отходов про-
мышленности и химического производства, а также сточных вод,
включающих такие вещества, как: нефть, нефтепродукты (в результате нефтедобычи, транспортировки, переработки, использования
нефти в качестве топлива и промышленного сырья), токсичные син-
тетические вещества (промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве), металлы (ртуть, свинец,
цинк, медь, хром,
олово, марганец). В реки и озера поступают вымываемые из почвы дождями минеральные удобрения – нитраты и фосфаты, которые способны изменить вид и состав водоемов, а также различные ядохимикаты, например пестициды, используемые в сельском хозяйстве для
борьбы с насекомыми - вредителями.
3. Загрязнение почвы
Основным загрязнителем почвы являются
ртуть (с ядохимиката-
ми и отходами промышленных предприятий), свинец (при выплавке
свинца и от автотранспорта), железо, медь, цинк, и другие металлы
(вблизи крупных центров черной и цветной металлургии).
Еще один вид опасного загрязнения почвы – это радиоактивные
элементы, образованные в результате выпадения осадков от атомных
взрывов, при удалении жидких и
твердых отходов, атомных станций,
НИИ, связанных с изучением и использованием атомной энергии.
Стойкие органические соединения (СОЗ), применяемые когда-то (или
в настоящее время) в качестве ядохимикатов, также наносят огромный
вред почвам.
Еще одной глобальной проблемой загрязнения природной среды
являются Диоксины.
59
Рис. 24. Полихлордибензодиоксины/полихлор-
дибензофураны
Диоксины – смесь из 419 соединений под общим названием поли-
хлордибензодиоксины/полихлордибензофураны
.
В природе, в выбросах различных промышленных предприятий все
419 соединений перемешаны. Эти соединения образуются при работе
любых химических и металлургических производств. Все они являются «Ароматическими» соединениями, и все содержат атомы хлора. Диоксины очень устойчивы и разрушаются при температурах свыше
1000 °С. Соединения долго сохраняются в окружающей среде, эффективно
переносятся по цепям питания, длительное время воздействуют
на живые организмы. По токсичности занимают 4 место после ботулинического, столбнячного и дифтерийного токсина. LD
= 70 мкг/кг
50
массы тела. Существует 19 болезней вызванных диоксиновым отрав-
лением, включая смерть от рака. Главный удар диоксины наносят по
женщинам и детям. Сильнее всего повреждается
функция женщин
через повышенный риск не вынашивания беремен-
репродуктивная
ности, внутриутробную смерть, различные уродства.
Рис. 25. Жертвы отравления диоксинами во Вьетнаме
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]