- •Министерство образования и науки Украины
- •Тема 2. Сложные биогенные системы как объект изучения екологических наук. Свойства и законы функционирования сложных систем Экосистемы. Концепция экосистемы
- •Пространственная структура екосистем
- •Концепция функционирования экосистемы
- •Тема 3. Понятие среды обитания, структура природной среды
- •Гидросфера
- •Атмосфера
- •Литосфера
- •Организм как среда жизни
- •Тема 4. Организм и факторы среды. Основы аутэкологии
- •Понятие об экологических факторах
- •Тема 5. Характеристика и классификация экологических факторов
- •Концепция лимитирующих факторов. Закон минимума Либиха
- •Закон толерантности
- •Тема 6. Абиотические факторы среды и их влияние на живые организмы
- •Основные экологические факторы. Солнечная радиация
- •Температура окружающей среды
- •Влажность.
- •Соленость
- •Реакция среды (рН)
- •Газовый состав среды обитания
- •Тема 7. Биотические факторы среды, их виды и влияние на живые организмы Биогенные элементы и факторы, лимитирующие продукцию
- •Экологические ниши
- •Межвидовые и внутривидовые связи в экосистеме
- •Другие экологические классификации и группы организмов
- •Экологические ниши
- •Тема 8. Антропогенный фактор как группа экологических факторов, возникшая вследствие человеческой деятельности. Его характеристика и влияние на живые системы
- •Тема 9. Популяция как елементарная единица изучения экосистем. Основы демэкологии (екологии популяций)
- •Организация на популяционном уровне
- •Свойства популяционной группы
- •Потенциальная скорость естественного роста популяции
- •Флуктуации численности популяции.
- •Механизмы изменения численности популяции
- •Регуляция численности популяции
- •Типы взаимодействия между популяциями различных видов.
- •Отрицательные взаимодействия
- •Положительные взаимодействия
- •Тема 10. Биоценоз как экологическая система Биоценоз
- •Биоценология
- •Трофическая структура биоценозов
- •Пространственная структура биоценозов
- •Экологические ниши
- •Основные формы межвидовых связей в экосистемах
- •Тема 11. Основы учения об экосистемах (биогеоценология) Понятие и структура биогеоценоза. Трофическая структура и продуктивность экосистем
- •Обмен вещества и энергии в экосистемах. Сети питания.
- •Развитие и эволюция экосистем. Сукцессии и климакс.
- •Аллогенные (экзогенные) и аутогенные (эндогенные) сукцессии. Другие классификации сукцессий
- •Экологические модификации.
- •Тема 12. Основы глобальной экологии (биосферологии) Эволюция биосферы
- •Современные представления о биосфере
- •Динамика биосферы
- •Глобальные круговороты углерода и воды
- •Круговорот азота
- •Круговорот фосфора
- •Круговорот серы
- •Круговорот второстепенных элементов и пестицидов
- •Количественная оценка биохимических циклов
- •Тема 13. Ноосфера как стадия развития биосферы. Основы концепции ноосферы
- •Тема 14. Экология и ее прикладные области Охрана и рациональное использование природных ресурсов планеты
- •Охрана и рациональное использование природных ресурсов
- •Охрана окружающей среды
- •Охрана почв.
- •Охрана водных ресурсов
- •Охрана атмосферы
- •Охрана видов и экосистем
- •Экологические основы интродукции
- •Биологические методы борьбы с вредителями
- •Фитомелиорация
- •Экологическая диагностика
- •Контроль численности экономически важных видов
- •Рекультивация промышленных земель
- •Тема 15. Социальные аспекты экологических наук. Социоэкология Общество как компонент глобальной экосистемы. Влияние деятельности человека на окружающую среду
- •Демография человеческого вида
- •Мировая демографическая ситуация
- •Демографические проблемы Украины
- •Тема 16. Техногенез и экологические проблемы. Техноэкология. Промышленная экология. Урбоэкология
- •Техносфера. Природно-промышленные системы и закономерности их функционирования
- •Экологические проблемы городов
- •Тема 17. Экология человека. Влияние качества природной среды на здоровье человека Влияние окружающей естественной среды на здоровье населения
- •Экологическая медицина, валеология, экопатология. Гигиеническое нормирование и контроль содержания химических веществ. Санитарно-гигиенические показатели объектов окружающей среды
- •Тема 18. Методы исследования в экологических науках. Современные достижения экологических наук, основные направления исследований Полевые наблюдения
- •Экспериментальные методы
- •Моделирование в экологии
- •Проблематика и основные направления экологических исследований
Пространственная структура екосистем
Структура различных экосистем, например наземных и водных, в принципе сходна, хотя видовой состав и количественные характеристики трофических компонентов существенно отличаются.
Структуру экосистемы можно описать, используя различные критерии. Самым простым критерием, с помощью которого можно выделить две главных компоненты экосистемы, является критерий жизни, т. е. в экосистеме следует видеть две компоненты: живую (биотическую) и неживую (абиотическую). Эти понятия сопоставимы с представлениями о биоценозе как живой части экосистемы и биотопе как неживой.
Обе компоненты тесно связаны и взаимодействуют друг с другом. Абиотические компоненты лимитируют и регулируют жизнедеятельность и само существование живых организмов. Они находятся как вне, так и внутри живых организмов и образуют постоянный поток между биотической и абиотической компонентами.
Однако такой подход дает, по существу, мало информации, поэтому используют другие критерии, связанные с пространственной характеристикой, а также с функционированием экосистем. Популяции, входящие в состав биоценоза, вступают в сложные взаимоотношения, которые не исчерпываются трофическими. Пространственная структура биоценоза обусловливает образование так называемых топических связей.
Первую систему разделения биосферы на иерархически связанные зоны жизни предложил Р. Гессе (1925). Он выделял биоциклы суши, морских водоемов и пресных вод и затем в них - биохоры как экосистемы крупных участков биоцикла, включающих однородные ландшафтные системы. Эти термины, однако, не получили распространения. Понятие "биохора" было заменено понятием ландшафтная зона, близким к понятию "биоценоз" (Берг Л. С. Ландшафтно-географические зоны СССР. М., 1931).
Пространственные масштабы биоценоза отражает понятие о биотопе, с которым связано функционирование биоценоза. Как уже было сказано, совокупность биоценоза и биотопа называют биогеоценозом. Биотоп представляет собой определенное трехмерное пространство в экосистеме, т. е. имеет как горизонтальную, так и вертикальную структуру. В биогеографии выделяют крупномасштабные пространственные структуры, характерные для обширных климатических зон, называемых биомами.
Вертикальную структуру биоценоза называют ярусами. Так, Ю. Одум выделяет два трофических яруса: верхний - автотрофный и нижний - гетеротрофный. Автотрофный ярус, или "зеленый пояс", включает растения, которые фиксируют энергию света, используют простые неорганические соединения и накапливают сложные органические соединения. В гетеротрофном ярусе, или "коричневом поясе" почв или осадков, разлагающихся веществ, корней, происходит использование сложных органических соединений. В конечном итоге органические вещества, синтезированные автотрофами, возвращаются в среду в виде неорганических и вновь вовлекаются в круговорот. В результате этих процессов образуется постоянный поток биогенных элементов и органических соединений между ними.
В наземных экосистемах вертикальная структура хорошо прослеживается в лесных фитоценозах в виде ярусности. Верхний ярус представлен древесными породами, затем следуют кустарниковые, травянистый покров и мхи. Подземные части растений также образуют ярусы.
Горизонтальная структура биоценоза отражается в неравномерном распределении популяций по площади, что обусловлено различиями состава почв, обеспеченностью водой и минеральными веществами.