- •1. Экология как наука, история её развития.
- •2/Цели и задачи экологии
- •3. Системные законы экологии
- •4. Экологический кризис и экологическая катастрофа
- •5. Научно-технический прогресс и экологические проблемы
- •6. Учение о биосфере и её эволюции
- •1. Криптозой
- •2. Фанерозой
- •7. Основные аспекты изучения биосферы
- •8.Роль Вернандского в формировании учения о биосфере
- •9. Биосфера и её понятия: антропосфера, техносфера, ноосфера.
- •10.Понятие экосистемы (Биогеоценоз)
- •11. Вид, критерии вида(морфологический, генетический, физиологический, географический, экологический)
- •12. Популяция как форма существования живой природы
- •13. Экологические факторы и их действие(абиотические, биотические, антропогенные)
- •14. Абиотические факторы наземной среды (климатические и почвенно-грунтовые)
- •1) Лучистая энергия солнца.
- •2) Освещение.
- •3) Температура:
- •4) Влажность атмосферного воздуха.
- •5) Атмосферные осадки.
- •6) Газовый состав атмосферы.
- •7) Движение воздушных масс (ветер).
- •8) Давление атмосферы.
- •1. Химический состав:
- •15. Климатические факторы наземной среды
- •1) Лучистая энергия солнца.
- •2) Освещение.
- •3) Температура:
- •5) Атмосферные осадки.
- •7) Движение воздушных масс (ветер).
- •16. Абиотические факторы почвенного покрова
- •3) Типы почв:
- •4) Физические свойства:
- •5) Химические свойства:
- •17. Абиотические факторы водной среды.
- •1) Физические свойства:
- •2) Химические свойства:
- •18. Биотические факторы. Формы взаимодействия особей и видов между собой
- •19. Понятие о лимитирующем факторе
- •20. Понятие об экологической нише
- •21. Адаптация живых организмов к экологическим факторам.
- •22. Синтез первичного органического вещества. Понятие о трофических уровнях, пищевых цепях.
- •1) Пастбищные
- •2) Детритные
- •23. Энергетика и продуктивность биогеоценозов
- •24. Трофические пирамиды
- •25. Круговорот веществ в биосфере
- •26. Биотический круговорот
- •27.Круговорот углерода
- •28.Круговорот азота
- •29.Круговорот кислорода
- •30.Типы взаимодействия живых организмов
- •31.Помехи в биогеоценозах
24. Трофические пирамиды
Трофическая (экологическая) пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.
Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.
Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.
Правило экологической пирамиды: «Показатель каждого уровня экологической пирамиды приблизительно в 10 раз меньше предыдущего»
На основе правила экологической пирамиды можно определить или рассчитать количественные соотношения разных видов растений и животных в естественных и искусственно создаваемых экологических системах. Например, 1 кг массы морского зверя (тюленя, дельфина) нужно 10 кг съеденной рыбы, а этим 10 кг нужно уже 100 кг их корма - водных беспозвоночных, которым в свою очередь для образования такой массы необходимо съедать 1000 кг водорослей и бактерий. В данном случае экологическая пирамида будет устойчива.
Типы экологических пирамид:
1) Пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов. Пирамида чисел отображает отчетливую закономерность: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается
Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. В данном случае пирамида будет иметь вид треугольника с широким основанием суживающимся кверху.
П ирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.
2 ) Пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м2, кг/га, т/км2 или на объем - г/м3 (рис.4)
Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д.
3 ) Пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях
Пирамиды энергии позволяют сравнивать энергетическую значимость популяций внутри экосистемы и иллюстрировать количественные отношения в отдельных, представляющих особый интерес частях экосистем, например, в звеньях жертва-хищник или хозяин-паразит.
25. Круговорот веществ в биосфере
Известно, что из более 90 химических элементов, встречающихся в природе, 30 – 40 необходимы живым организмам. Некоторые элементы, такие как углерод, водород и азот, требуются в больших количествах, другие – в малых.
Химические элементы циркулируют в биосфере по определённым путям, обеспечивая свою неисчерпаемость. В связи с этим реализуется закон сохранения вещества: атомы в химических реакциях никогда не исчезают, не образуются и не превращаются друг в друга; они только перегруппировываются с образованием различных молекул и соединений (одновременно происходит поглощение или выделение энергии). В силу этого атомы могут использоваться в самых различных соединениях и запас их никогда не истощается. Именно это происходит в биосфере в виде круговоротов элементов.
Выделяют два круговорота:
1) Большой (геологический) круговорот измеряется масштабами геологического времени и длится сотни тысяч или миллионы лет. Он заключается в том, что происходит постоянное превращение материковой коры в океаническую и наоборот. Продукты разрушения и выветривания горных пород выносятся сточными водами в Мировой океан, где они образуют отложения. Медленные геотектонические процессы движения и опускания материков и поднятия морского дна, перемещение морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти отложения возвращаются на сушу и процесс начинается вновь.
2) Малый (биотический) круговорот . Малый круговорот является частью большого круговорота и происходит на уровне экосистем. Он заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод и другие элементы аккумулируются в веществе растений и расходуются на поддержание собственных жизненных процессов и жизненных процессов организмов-консументов. Продукты распада органического вещества (опавшие листья, умершие растения и животные) с помощью бактерий, грибов, червей, моллюсков и т. д. вновь разлагаются до минеральных компонентов, которые снова становятся доступными растениям и тем самым вновь вовлекаются ими в поток вещества.
Наиболее значимыми для функционирования биосферы являются круговороты основных элементов, входящих в состав живого вещества: углерода, кислорода, азота, фосфора и серы, поскольку они являются компонентами для построения основных молекул живого вещества – углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот. Эти круговороты создаются живым веществом и одновременно поддерживают жизнедеятельность самих живых организмов.