2. Пространственная структура биоценозов. Горизонтальное сложение: мозаичность и ее причины. Межвидовая сопряженность и методы ее оценки. Вертикальная структура и ярусность.

В водных ЭС вертикальная структура задается внешними условиями. В пелагиали определяющими факторами оказываются градиенты освещенности, температуры, концентрации биогенов. На больших глубинах действует фактор гидростатического давления, в донных биоценозах к этому добавляется разнородность грунтов и гидродинамика придонных слоев воды. Особенности вертикальной структуры выражаются в специфике видового состава, смене доминирующих видов, показателях биомассы и продукции.

В наземных ЭС фактор, создающий вертикальную структуру связан с расчленением растительных сообществ по высоте. Четко это выражено в лесных фитоценозах, вертикальная структура которых выражена в виде ярусности. Верхний ярус представлен древесными породами, далее следуют яруса кустарников, кустарничков, травянистых растений и наземный моховой покров.

Горизонтальная структура биоценозов выражена их мозаичностью и реализуется в виде неравномерного распределения популяций отдельных видов по площади. Это определяется особенностями биотопов – неодинаковость почвенно-грунтовых условий, микроклимата и взаимоотношениями отдельных видов как внутри популяции, так и между собой.

3. Функциональная классификация техники

Воздействие человека на природные системы осуществляется с помощью технических средств, которые могут быть стационарными, не меняющими своего положения, и не стационарными, подвижными.

Характер воздействия различных технических средств на природу неодинаков. Арманд разделил их на производственные ( без функции управления природными процессами ), нейтральные и управляющие природой. Производственные системы объединяют добывающие и перерабатывающие предприятия. Добывающие – горнопромышленные, лесохозяйственные, сельскохозяйственные. Воздействие на природу – изъятие из нее веществ и энергии, засорение среды отходами производства. Системы, управляющие природными ресурсами, неподвижные и регулирующие объекты. Неподвижные системы ( лесные полосы, противоселевые сооружения ) преднамеренно ускоряют, замедляют или останавливают потоки воды, снега, твердых частиц и др. Регулирующие системы ( плотины, затворы на каналах) осуществляют направленное действие на природные комплексы. Нейтральные сооружения – здания, дороги, мосты и др. своим присутствием могут служить помехой движению воды, воздуха, миграции животных.

Выделяют производящие и обслуживающие технические системы. Производящие служат для извлечения вещества и энергии, их переработки в необходимую для человека продукцию. Обслуживающие системы разделяют на активные, предназначенные для изменения физико-географических условий, пассивные. Исаченко выделил 2 типа антропогенного воздействия на природу. 1 тип- воздействия, связанные с видами хозяйственной деятельности; 2 тип связан с перерабатывающими производствами и урбанизацией.

БИЛЕТ № 7

1. Влажность как фактор среды. Значение воды в организме. Приспособления организмов к различным условиям влажности.

Влажность воздуха отражает содержание водяных паров на единицу объема ( абсолютная влажность). Этот показатель может быть выражен и отношением количества водяных паров к их количеству, насыщаемому воздух при данной температуре (относительная влажность,%). Влажность воздуха определяет поступление воды в организм через покровы, а также условия потери воды этим путем и с поверхности дыхательных путей. Вода имеет первостепенное значение в функционировании живых организмов. Это оснавная среда биохимических реакций, необходимая составная часть протоплазмы. Питательные вещества циркулируют в организме главным образом в виде водных растворов; в таком же виде транспортируются, а в значительной степени выносятся из организма продукты диссимиляции.

Вода является одновременно и климатическим, и эдафическим (средообразующим) фактором, поскольку многим организмам, особенно растениям, вода требуется в определенном состоянии и в атмосфере, и в почве. В растениях вода присутствует в двух формах: свободной и связанной (в последнем случае водород химически связан в тканях растений).

Об исключительно важном биологическом значении воды свидетельствует тот факт, что тела живых организмов в основном состоят из воды. В растениях ее от 40 до 90%. В стволах деревьев содержится 50—55%, их листьях — 79—82%, листьях трав — 83—86%, плодах томатов и огурцов — 94—95%, в водорослях — 96—98%. Растения погибают при потере около 50% воды.

В теле взрослого человека ее содержание достигает 63%. При этом стекловидное тело глаза содержит 99% воды, кровь — 92, жировая ткань — 29, кости скелета — 22, зубная эмаль — 0,2% воды. Для человека необходимо постоянно поддерживать и обновлять запасы воды в своем организме, потребляя в сутки не менее 2—3 л воды. Обезвоживание организма на 10% уже опасно, а на 25 — смертельно для человека. Таким образом, удовлетворение потребностей в воде и борьба против ее возможных потерь составляют для сухопутных обитателей важнейшие экологические задачи. Вода для живых организмов служит и «универсальным растворителем»: именно в растворенном виде транспортируются питательные вещества, гормоны, выводятся вредные продукты обмена и др.

На небольшом участке земной поверхности климатические условия могут существенно отличаться от средних для данного региона в целом. Такие локальные (местные) условия называются микроклиматом. Он формируется, например, на опушке леса, склоне холма, берегу озера, в норе и т.п.

Физические свойства воды — плотность, удельная теплоемкость растворенные в ней соли и газы, водородный показатель рН, а также ее движение являются для обитателей водной среды экологическими факторами их приспособления и выживания.

Классификация организмов по отношению к влажности (а следовательно, и распределение по различным местообитаниям) включает следующие группы: 1) организмы водные, или гидрофильные (гидрофиты) — живут постоянно в воде; 2) организмы гигрофшгьные (гигрофиты) — могут жить только в очень влажных местообитаниях с воздухом, насыщенным или близким к насыщению (нижние ярусы серых лесов, заболоченные участки). К этой группе относятся и боль­шинство взрослых особей амфибий (например, лягушки), кровососущие комары, дождевые черви и многие другие представители почвенной фауны; 3) организмы мезофилъные (мезофиты), отличающиеся умеренной потребностью в воде или во влажности атмосферы и могущие переносить смену сухого и влажного сезонов. К ним относится большое количество животных умеренного пояса и болышшство культурных растений; 4) виды ксерофильные (ксерофиты), живущие в сухих местообитаниях с недостатком воды как в воздухе, так и в почве (пустыни и прибрежные дюны). Среди животных эта группа представлена многочисленными насекомыми, они отличаются особенной адаптацией к сухости. Отдельный вид улиток может оставаться жизнеспособным более четырех лет, впадая в летнюю спячку, когда становится слишком сухо.

Животные способны получать воду разными путями: через кишечный тракт у видов, пьющих воду; путем использования воды, содержащейся в пище; посредством проникновения воды через кожный покров у амфибий; наконец, используя метаболическую воду, образующуюся при окислении жиров. Верблюды способны переносить потери воды до 27% массы тела, поскольку при окислении 100 г жиров образуется до 110 г воды.

Потери воды организмами связаны с транспирацией и испарением через кожный покров, с дыханием, а также с выделением мочи и экскрементов. Хотя животные способны выдерживать кратковременные потери воды, но в целом расход ее должен возмещаться приходом. Обезвоживание приводит к гибели быстрее, нежели голодание.

2. Популяции и сообщества в географических градиентах. Концепция континуума. Границы экосистем. Экотон и краевой эффект. Ценоклин. Экоклин. Градиентный анализ. (не нашла про ценоклин и экоклин, если кто-нить знает, то расскажите где взять можно)

Географическая популяция – совокупность особей одного вида (или подвида), населяющих территорию с однородными условиями существования и обладающих общим морфологическим типом и единым ритмом жизненных явлений и динамики населения. Например, обыкновенная белка в долине р.Енисей имеет три географические популяции, характерные для:

-кедрово-лиственничо-елового леса;

- лиственничного леса;

- редкостойная лиственничная тайга северного типа.

Все три популяции отличаются плодовитостью, ведущим типом питания, характерной многолетней динамикой численности.

Границы сообществ редко бывают четко выраженными, поскольку соседние биоценозы постепенно переходят один в другой. В результате возникает довольно обширная пограничная (краевая) зона, отличающаяся особыми условиями.

Растения и животные, характерные для каждого из соприкасающихся сообществ, проникают на соседние территории, создавая при этом специфическую «опушку», пограничную полосу — экотон. В нем как бы переплетаются тидичные условия соседствующих биоценозов, что способствует произрастанию растений, характерных для обоих био­ценозов. В свою очередь это привлекает сюда и разнообразных живот­ных из-за относительного обилия корма. Так возникает пограничный или краевой эффект — увеличение разнообразия и плотности организ­мов на окраинах (опушках) соседствующих сообществ и в переходных поясах между ними.

На опушках происходит более быстрая смена растительности, чем в стабильном биоценозе. Вспышки массового размножения вредителей наиболее часто наблюдаются на опушках, в переходных зонах (экотонах) между лесами и степями (в лесостепях), между лесом и тундрой (в лесотундрах) и т.д. Для агробиоценозов, т.е. искусственно созданных и регулярно поддерживаемых человеком биоценозов культурных полей, также характерно вышеуказанное размещение насе­комых-вредителей. Они концентрируются в основном в краевой полосе, а центр поля заселяют в меньшей степени. Указанное явление связано с тем, что в переходной полосе резко обостряется конкуренция между отдельными видами растений, а это в свою очередь снижает у последних уровень защитных реакций против насекомых.

Континуум экологический (от лат. continuum — непрерывное), непрерывный ряд постепенно, по сравнению с резкими переходами, напр., от суши к воде, изменяющихся местообитаний биологич. сообществ на протяжении обширных географич. районов, экологич. условия к-рых варьируют в случае от холода к теплу, от засушливости к влажности, от резко выраженной сезонности климата к его умеренности и др. Понятие о К. может использоваться при изучении границ экосистем, экологич. рядов, распределения особей внутри сообществ. Впервые представление о К. было дано Л. Г. Раменским (1910).

Экоклин - постепенная смена биотопов, генетически и фенотипически приспособленных к конкретной среде обитания, сходом изменения какого-то отдельного фактора среды (обычно климатического), а потому составляющих непрерывный ряд форм без заметных перерывов постепенности. Экоклин невозможно разделить на экотипы. Например, длина ушей лисиц и мн. др., их признаки изменяются с севера на юг настолько постепенно, что очень затруднительно выделить четкие морфологические группы, которые бы естественно объединялись в подвиды.

Градиентный анализ экосистемы - способ анализа сообществ, основанный на распределении популяции по одно- или многомерному градиенту экологич. условий или по оси. При этом место сообщества определяется по частоте распределения, показателям сходства или др. статистическим данным. Границы распределения видов вдоль градиентов не резкие, а размытые. Изменения крнкурентоспособности вдоль грдиента могут обусловить резкие границы. Выбор градиента почти всегда субъективен. Этот метод применяют при сравнении сообществ, располагающихся вдоль какого-то градиента среды (или времени – сукцессионный ряд). Иногда последовательность разновозрастных сообществ в сходных местообитаниях называют хроноклиной, а вдоль какого-то экологического градиента – топоклиной.