2. Типы распределения особей в пространстве. Причины образования групп. Преимущества и недостатки группового распределения особей в пространстве. Правило Олли.

Различают равномерный, диффузный и мозаичный типы пространственного распределения особей в популяциях. Равномерный тип распределения в идеале характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которым начинается взаимное угнетение. Теоретически этот тип распределения в наибольшей степени соответствует задаче полного использования ресурсов при наименьшей степени конкуренции. В действительности же это редко встречающийся в природе тип распределения. Близкий к этому характер распределения свойственен, например, одновидовым зарослям некоторых растений. Диффузный тип распределения особей встречается в природе значительно чаще. При нём особи распределены в пространстве неравномерно, случайно. В этом случае расстояния между особями неодинаковы, что определяется как вероятностными процессами, так и некоторой неоднородностью среды. Диффузное распределение характерно в частности для животных, у которых социальная связность в пространстве выражена относительно слабо. Агрегированный (мозаичный, групповой) тип распределения выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно большие ненаселённые территории. Групповой образ жизни энергетически более выгоден (рационален). Причины образования групп различны: 1. особ-ти среды, 2. особ-ти биологии данного вида, 3. обеспеченность кормом, 4. расп-ие естеств. убежищ, мест, пригодных для сооружения гнезда, норы. 1. кормовые пятна – насекомые тесно связаны с определенным видом растений. 2. мозаичность м\о – колониальные птицы. 3. размножение – клевер ползучий размножается вегетативно, образуя компактные группы. 4. социальная организация животных. Преимущества групп. образа жизни: легче обеспечивать себя кормом, меньше тратиться Е на добывание еды; защита от хищников; воз-ть передачи опыта молодым. Правило Олли – существует оптимальная численность групп, когда групповое существование дает преимущество по сравнению с высокой или низкой численностью (какая-либо группа орг-ов получает преимущество от группового сущ-ия при данной плотности группы). Преимущества: защита от хищников; легче охотиться. Недостатки: Конкуренция за ресурс, Возрастает опасность инфекционных заболеваний, Накопление экскрементов.

Билет № 11. 1. Понятие продукции и продуктивности. Ее зависимость от физико-химических факторов среды и структуры сообщества. Продукция – это биомасса продуцентов, которая была нами установлена в определенный момент времени. Продуктивность подразумевает измерение скорости продукции. Измеряется в начальный отрезок времени и в конечный. Количество энергии, проходящее через трофический уровень на единице площади за единицу времени, называется продуктивностью трофического уровня. Продуктивность измеряется в ккал/га•год или других единицах (в тоннах сухого вещества на 1 га за год; в миллиграммах углерода на 1 кв. метр или на 1 куб. метр за сутки и т. д.). Энергия, поступившая на трофический уровень, называется валовой первичной продуктивностью (для продуцентов) или рационом (для консументов). Часть этой энергии расходуется на поддержание процессов жизнедеятельности (метаболические затраты, или затраты на дыхание), часть – на образование отходов жизнедеятельности (опад у растений, экскременты, линочные шкурки и иные отходы у животных), часть – на прирост биомассы. Часть энергии, затраченная на прирост биомассы, может быть потреблена консументами следующего трофического уровня. Энергетический баланс трофического уровня может быть записан в виде следующих уравнений: (1) валовая первичная продуктивность = дыхание + опад + прирост биомассы (2) рацион = дыхание + отходы жизнедеятельности + прирост биомассы. Первое уравнение применяется по отношению к продуцентам, второе – по отношению к консументам и редуцентам. Разность между валовой первичной продуктивностью (рационом) и затратами на дыхание называется чистой первичной продуктивностью трофического уровня. Энергия, которая может быть потреблена консументами следующего трофического уровня, называется вторичной продуктивностью рассматриваемого трофического уровня. При переходе энергии с одного уровня на другой часть ее безвозвратно теряется: в виде теплового излучения (затраты на дыхание), в виде отходов жизнедеятельности. Поэтому количество высокоорганизованной энергии постоянно уменьшается при переходе с одного трофического уровня на последующий. В среднем на данный трофический уровень поступает ≈ 10 % энергии, поступившей на предыдущий трофический уровень; эта закономерность называется правилом «десяти процентов», или правилом экологической пирамиды. Поэтому количество трофических уровней всегда ограничено (4-5 звеньев), например, уже на четвертый уровень поступает только 1/1000 часть энергии от поступившей на первый уровень. Факторы, влияющие на продуктивность: 1. энерг. дотации (субсидии), их наличие или отсутствие. Если сообщество растет как орг-м, то оно должно тратить Е на осущ-ие пр-ов ж/д. 2. незамкнутость круговоротов биогенов в агроэкос-ах – для копенсации выхода биогенов человек вносит удобрения. Агроэкос-мы энергетически дотированы – ископаемое топливо, мускульные усилия человека. 3. мангровые леса населяют бол. кол-во орг-ов, это продуктивные сообщества. Приливы выполняют ф-ию притока биогенов, отливы – ф-ию удаления экскреции. Заливные луга более продуктивны. 4. дождевые троп. леса, фактор – ежедневный троп. дождь, дожди играют промывающую роль. В таких лесах сущ-ет явление перехвата – осадки не достигают пов-ти земли, а оседают на листьях. 5. воды мирового океана отлич. низкой прод-ю. Лимитно факторы – низкая конц-ия азота и фосфора для питания раст. В верхнем ярусе сообществ идут пр-сы ф/з. Фотическая зона – зона, эффективная для ф/з. В слое ила наход. бол. кол-во мертвых орг-ов. В придонном слое воды запасов биогенов больше (за счет пр-ов биоредукции). Апверлинг – вертикальное движение воды, м. б. связано с испарением воды (возрастание конц-ии солей). Это зоны морского рыболовыва и птичьего базара. Птицы переносят биогены с моря на сушу. Гуано – помет морских птиц, богатый биогенами. 7. отсутствие лимитирующих факторов развития продуцентов или консументов. На малопродуктивные сообщества действует один или неск-ко факторов.

2. Особенности искуственных экосистем на примере агроэкосистемы. Экосистемы, структуру которых создает, поддерживает и контролирует человек в своих интересах, называют агроэкосистемами (агроценозами). К ним относятся сады, парки, лесопосадки, огороды, поля, пастбища. В состав агроценозов, как и природных экосистем, входят все функциональные группы: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (человек, насекомые-опылители, птицы, симбиотические организмы, животные - вредители полевых культур, сельскохозяйственные животные), редуценты (бактерии и грибы). Организмы составляют пищевые цепи и сети. При этом обязательным звеном пищевых цепей является человек. Отличие агроэкосистемы от естественной экосистемы: человек создает и поддерживает агроценозы путем больших затрат энергии. Он возделывает огороды, поля, сады и собирает урожай, затрачивая свою мускульную энергию и мускульную энергию животных, используя энергию сельскохозяйственных машин. Природные биогеоценозы таких затрат энергии не получают. Тем не менее, основной источник энергии в агроценозах, как и в естественных экосистемах - это энергия Солнца. В отличие от биогеоценозов, агроценозы состоят из особей немногих видов, которые имеют большую численность. Поэтому их трофическая структура относительно проста, пищевые цепи короткие и менее разнообразные. Если в естественной экосистеме потребляемые растениями элементы в процессе круговорота веществ возвращаются в почву, то в агроэкосистеме круговорот веществ неполный: часть минеральных веществ (например, соединения азота, фосфора) выносится с урожаем. Поэтому для восстановления плодородия почвы человек вынужден вносить удобрения. Таким образом, агроэкосистемы крайне неустойчивы и не способны к саморегуляции. В отличие от устойчивых экосистем со зрелыми сообществами, агроценозы считают незрелыми системами. Неустойчивость агроценозов обусловлена еще и ослаблением защитных механизмов культурных растений к воздействию вредителей по сравнению с дикорастущими видами. Поэтому они требуют постоянного вмешательства человека. Если он не будет поддерживать агроценоз, то последний быстро разрушится и исчезнет: культурные растения, не выдержав конкуренции с природными видами, будут ими вытеснены. Неустойчивость и высокая продуктивность агроценозов: человек, собирая урожай, "обрывает" множество цепей питания, упрощая трофическую структуру, чем спасает урожай от его потенциальных потребителей. Это позволяет получать высокую продукцию. Поля, сады, пастбища - это неустойчивые и не способные к саморегуляции экосистемы. С экологической точки зрения, экосистема одновременно не может быть высокопродуктивной и стабильной, иметь разнообразную видовую и трофическую структуры.

Билет № 12. 1. Перемещение особей в пространстве: расселение молодняка; суточные и сезонные, миграции животных. Расселение молодых особей. Территориальные и атерриториальные особи в популяции. Миграция – процесс периодического выселения и возвращения особей. Н-р, северный олень – весной на север, там больше корма и нет гнуса. Осенью к югу – корм, меньше плотного снега. Планктон совершает регулярные вертикальные миграции в течении суток. Расселения молодняка в жизни популяции играет множество функций: захват пространства, повышение вероятности переживания небл. сезонов, смягчение террит.отношений, перемешивание особей в пространстве, что облегчает панмиксию и ведёт к обогащению генофонда популяции. Часто это связано с агрессией к молодым – у гиббонов и сиамангов. Так же выделяют вертикальную (горы и океаны) и горизонтальную (сезонные и суточные) миграцию. Катадромные и анадромные миграции связаны с нерестом. Анадромные м. - происх. у лососевых(горбуша). Рыбы напр. в нерестилища, где происх. нерест. Оседлые особи-особи кот. остаются в реках. Катадромные м.- рыбы нерестятся в морях, а не реках.