1. Биогеография и ее положение в системе наук.

Биогеография – наука о географическом распространении и размещении живых организмов и их сообществ по поверхности Земли.

Объекты биогеографии – сообщества и организмы.

Предмет биогеографии – распространение животных и растений, сообществ, природные условия.

Флора – исторически сложившаяся совокупность таксонов растений, произрастающих на данной территории.

Фауна – совокупность таксонов животных.

Микрофлора – совокупность таксонов микроорганизмов.

Флора +фауна = биота.

Ареал – область распространения какого-либо вида, рода или иного таксона растений и животных.

Предмет исторической биогеографии – анализ флоры и фауны во времени и пространстве.

Экологическая биогеография исследует закономерности распространения сообществ, образуемых растениями, животными, микроорганизмами.

Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и костных организмов, почва, атмосфера, подстилающие породы, вода, т.е. компонентов, объединенных обменов веществ и потоком энергии в единый комплекс.

Разделы биогеографии:

• Биогеография мирового океана и пресных вод

• Ботаническая биогеография

• Зоогеография суши

• Картографирование

• Биоиндикация

• Геногеография

• Биогеографическое ресурсоведение.

Теоретическое и практическое значение биогеографии.

Теоретическое значение: рациональное использование ресурсов растительного покрова и животного населения (добыча зверей и дичи, рыбалка, сбор лекарственных растений) требует норм и сроков использования этого ресурса.

Практическое значение: сохранение всего видового богатства органической жизни на Земле (охрана биологических ресурсов о истощения)

Биогеография призвана ответить на 3 главных вопроса, что следует охранять, на какой территории и как.

Связь с биогеографией (гидрология, климатология, почвоведение, ландшафтоведение).

2.Биосфера, как географическая оболочка планеты.

2.1. понятие о биосфере. Ее границы.

Биосфера – оболочка земли, где распространена жизнь, существует живое вещество, определяющее хим. Состав и энергетические процессы в атмосфере, гидросфере, верхнем слое литосферы и почвенном покрове. (Система на поверхности земли созданная и регулируемая жизнью)

Биосфера включает:

1. Тропосфера – нижняя часть атмосферы (жизнь существует до высоты 10 -15 км)

2. Всю гидросферу до 11 км

3. Верхняя часть литосферы 30-60 м (кора выветривания - совокупность геологических отложений, образованных продуктами отложений

Паробиосфера – совокупность всех областей биосферы

Экосфера – слой биосферы, где биогенная миграция атомов биогенов, количественно преобладает над их переносом физическими факторами (составляет 1/3 поверхности земли)

2.2

Учение Вернандского (живое вещ-во и его химический состав)

В. Вдвинул концепцию действия биогеохимических процессов а земной поверхности и образования биосферы в качестве специфической оболочки земли.

Отношения человечества и природы: человек порождение и элемент природы, разрушив ее он подорвет условия для собственной жизни.

Биосфера – область существования а земле.

В ноосфере (сфере разума) человек впервые становится крупнейшей геологической силой. В ноосфере действуют сложное взаимодействие человека, общества и природы, и ход научной и социальной мысли, действия должны быть направлены на устранение или уменьшение влияния неблагоприятных условий технического процесса.

Область осадочных пород (5-6 км) лежит под биосферой – стратисфера.

Паробиосфера – верхние области биосферы, холодные и жаркие регионы (жизнь возможна только в покоящемся состоянии).

2.3 Фунции живого вещества в биосфере (энергетическая и средообразующая).

1. энергетическая – выполняется растениями в процессе фотосинтеза (аккумулируют солнечную энергию в виде органических соединений). Энергия необходима, чтобы биосфера могла существовать и развиваться. Главный источник энергии – солнце (солнечный свет – рассеянная лучистая энергия эл. Магнитной природы). 99 % этой энергии поглощается атмосферой , гидро и литосферой и участвует в их процессах (движении воздуха) 1 % накапливается в первичном звене и передается потребителям в концентрированном виде.

Средообразующая функция – живое вещество преобразует физико –химические параметры среды в условиях благоприятных для существования организмов. Например: леса увеличивают влажность воздуха, обогащают атмосферу кислородом .

Средообразующая функция – совместный результат всех функций. Энергетическая обеспечивает энергией все звенья биологического кругооборота (в ходе фотосинтеза).

Диструктивное и концентрационное способствует извлечению и накоплению рассеянных но жизненно важных для организма элементов.

2.4 биогенный круговорот кислорода, азота, фосфора. Роль организмов в круговороте основных элементов биосферы.

Биогенный круговорот – повторяющийся процесс превращения и перемещения вещества в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер. Эти процессы имеют поступательные движения, так как в природе е происходит полного повторения цикла.

Около 5 млрд. лет назад на земле произошла дифференциация вещества (разделение на оболочки).

Наблюдаемый на земле круговорот слагается из множества разнообразных процессов, превращения и перемещения веществ. Полного возвращения к первоначальному состоянию не происходит никогда.

Благодаря повторяющемся процессам на поверхности Земли обеспечивается стабильность ее рельефа (круговорот воды в природе).

Углерод – основной элемент. Играет важную роль в образовании живого вещества (фотосинтез)

Азот. В атмосфере в виде № 2. Вовлеченный в бионный круговорот:

1. Электрическое и фотохимическое описание азота, ктр растворяется в дождевой воде и разносится в почву, воду.

2. Биологическая фиксация №2 с клубеньковыми бактериями.

Фосфор – главный источник – апатит. Организмы извлекают фосфор из почв. С гибелью организмов фосфор возвращается в землю.

Кислород – наиболее распространенный элемент. Его содержание необходимо для поддержания жизни (процесс дыхания и обмена). Убыль кислорода (горение, гниение) следовательно возмещается выделение кислорода фотосинтеза.

5. Поток энергии и трофические цепи: продуценты, консументы, редуценты.

Продуценты – зеленые растения, способные к фотосинтезу, бактерии, осуществляющие хемосинтез, т.е. организмы, дающие первую продукцию.

Коонсументы – организмы, потребляющие готовое органическое вещество и переводящие его в др форму органического вещества.

Консументы первого порядка – растительноядные организмы

Консументы второго порядка – хищники и паразиты, питающиеся растительноядными организмами.

Консументы третьего порядка – хищники и паразиты, питающиеся хищными животными и паразитами.

Редуценты – организмы, живущие за счет мертвых органических веществ и разлагающих их до минеральных веществ (бактерии и грибы).

Биомасса – масса организмов, присутствующая в экосистеме в момент наблюдения и учтения на единицу площади.

Продукция – количества органического вещества, создаваемого нв единицу времени на единицу площади.

Продуценты начинают собой трофические цепи. ТЦ образуют последовательность неорганических уровней, начинающуюся уровнем создания продукции, за ктр следуют несколько уровне потребителей.

Поток энергии представляет собой суммарную ассимиляцию или сумму продуцирующей биомассы и веществ, затраченных в процессе продуцирования на дыхание.

Трофические цепи.

1. Цепи зеленых растений (пастбища)

Зеленые растения – фотосинтез – потребители (фитофаги) зеленых растений – потребители фитофагов(хищники).

2. Детритные пищивые цепи, ктр начинают мертвое органическое вещество, созданное ранее растения, неиспользованными в пастбищных цепях.

3. Цепи хемобноса, образующие в данных осадках и в почвах автотрофными бактериями, способными к получению энергии за счет восстановления среды или окисления неорганических веществ.

5. Ноосфера представлений Вернадского.

Ноосфера – это сфера взаимодействия общества и природы, в границах ктр разумная человеческая деятельнось становиться определяющим фактором развития (высшая эволюция биосферы, становление ктр связано с развитием общества, показывающее глубокое воздействие на природные процессы).

«В биосфере существует величайшая геологическая, может быть космическая сила, планетные действия которых обычно не принимается во внимание. Эта сила есть разум человека, его устремленное и организованная воля, как существа общественного» - Вернандский.

3. Экологические основы биогеографии.

3.1. классификация экологических факторов среды.

Классификация – это логическая операция, ктр заключается в разбиении данного множества объектов на подмножества или классы.

Виды классификации:

• по видовому составу

• по доминантности

• по особенностям ярусной структуры

• по набору жизненных форм или форм роста.

В 1910 на Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе принято решение считать основной единицей классификации растительности Ассоциацию.

Формация - таксоническая единица классификации растительности на региональном уровне

Таксоническая единица самого высокого ранга – тип растительности.

Растительность подразделяют на основе различий в местоположении.

Луг.

1. материковый (водораздельный)

   • суходольный (атмосферное увлажнение)

   • низинный (почвенно-грунтовое увлажнение)

2. посменный.

По богатству почвы (тропотроф):

• боры (наиболее бедные почвы)

• простые субори

• сложные субори

• дубравы (богатые почвы)

Растительность (по увлажнению):

• очень сухие

• сухие

• свежие

• влажные

• сырые

• болота

Биом – единицы, характеризующиеся жизненными формами и доминирующими видами (биом прерий).

На классификации животных влияют: подвижность животных, смена условий обитания в зависимости от стадий развития, по сезонам года.

3.2. Формообразующее влияние среды. Адаптивные типы, жизненные формы организмов.

Адаптивный тип – это норма реакции, независимо возникающая в сходных условиях среды обитания в концепциях, ктр могут быть не связаны генетически.

• Арктический (арктические)

• Континентальный

• Тропический

• Аридный (место обитания пустыня)

• Высокогорный

• Адаптивный тип умеренной зоны

Жизненные формы организмов – результат длительного приспособления растений и животных к местным условиям существования, выраженный в его внешнем облике.

Растения.

• Осевые (вегетативные, размножения нет)

• Дерновые (вект. размножение выражено слабо)

• Луковичные

• Ползущие, корневищные (вегетативное размножение)

• Ползучие корнеотростковые

Животные.

• Среда обитания

• Способ передвижения

Вывод: большое разнообразие жизненных форм растений и животных – результат многообразия условий на Земле.

3.3. Структура биоценоза.

Биоценоз – совокупность животных, растений, грибов, микроорганизмов, что заселяют определенные участки суши, они связаны между собой и средой.

Структура биоценоза.

1. пространственная.

• Вертикальная ярусность.

Растения.

1. древесный

2. кустарниковый

3. кустарноково-травяной

4. мхово-лишайниковый

Животные.

1. грибы (обитатели почв)

2. герпетобии (на почве)

3. бриобии (обитатели мхов)

4. филлобии (трава)

5. аэробии (обитатели верхнего яруса)

   • горизонтальная ярусность

     1. абиогенная мозаичность (факторы неживой природы)

     2. фитогенная (растения-эдификаторы)

     3. эолово-фитогенная (фитогенные и абиотические)

     4. биогенная (роющие животные)

2. экологическая – соотношение видов, ктр имеют разные адаптации к факторам среды, типы питания, размеры, внешний вид

• естественные (река, озеро, луг)

• искусственные (пруд, сад).

3.4. Сезонная смена аспектов в биоценозах.

Составные части биоценоза:

- зооценоз

- миноценоз (грибы)

- минеробоценоз (микроорганизмы)

Синоним биоценоза – сообщество.

Сезонная динамика биоценоза зависит от фонологического состояния фитоценоза, видового состава и обитающих в нем животных.

Каждый вид растительных организмов в течение вегетационного периода проходит стадии развития (начало вегетации, цветение, плодоношение и отмирание)

Последовательность, в зависимости от сезона, весенняя зелень, летнее пестротравье, осеняя пестрота лесов.

Сезонная динамика животных связана с их размножением, жизненной активностью и миграциями (весенний прилет и осенний отлет птиц, нерест рыбы, зимняя спячка медведей).

Многочисленная динамика сообщества вызывается его повторяющимися изменениями на протяжении нескольких лет при отсутствии разной смены видового состава. Изменения затрагивают лишь численный состав.

3.5. Динамика биоценозов. Цикличность сукцессий, их типы.

Цикличность сукцессии – последовательная, необратимая и закономерная смена одного биоценоза другим на определенном участке среды во времени.

Классификация сукцессий:

• по масштабу времени

• по обратимость

• по степени постоянства

• по происхождению

• по тенденции изменения продуктивности

• по изменению видового состава

• по антропогенности

Первичная сукцессия : заселение застывшей лавы после извержения.

Вторичная сукцессия: ельник уничтоженный пожаром (остались семена в почве).

Динамика биоценоза – совместная динамика совокупности популяции биологических видов, слагающих биоценоз, в общем виде это описано системой отношений.

3.6. Классификация биоценозов.

Классификация происходит по их относительной размерности и сложности организации.

Классификация – таксонические категории (т.е. таксонов, объединяющих группы биоценозов с той или иной степенью общности отдельных свойств и признаков, а так же строения и происхождения).

Таксоническая система сообщества.

Ассоциация –> группа ассоциаций (тип биома) – биоценотический покров (все типы биомов суши).

Ассоциация (ярусное сложение)

Тип биома (тундра, тайга, степь)

Группа ассоциаций (несколько ярусов).

3.7. Границы биоценозов. Дискретность и континуальность границ. Экотон.

Постепенность перехода от одного фитоценоза к др. при их соседстве и смене одного фитоценоза др. во времени отражена в концепции о континууме(лат. – непрерывное) растительности.

В степях и пустынях границы между сообществами более постепенные, т.к. роль травяных видов оказывается менее контрастной.

Границы биоценозов линии или переходные полосы между отдельными сообществами.

Границы:

• мозаичные (с комплексом фрагментов граничащих сообществ)

• клемчатые (одна или несколько переходных полос)

• диффузные

некоторые границы сообществ обусловлены границами экотопов (водная преграда, деятельность человека – антропогенная преграда).

Дискретность – прерывность противопоставляется непрерывности (изменение величины во времени) – это изменение происходящее через определенные промежутки времени (скачками).

Континуальность – непрерывность, отсутствие, разделение на фрагменты, противоположность дискреции.

Экотон – переходная полоса между легко физиологически отличимыми сообществами. Обычно, экотоны насечены организмами значительно гуще, чем сами контактируемые сообщества.