- •1. Острота экологических проблем. Важность экологических знаний в современной обстановке.
- •2. Экология как междисциплинарная наука, её связь с естественными и гуманитарными дисциплинами.
- •4. История развития экологии. Экология 19-20 столетий. Роль отечественных учёных в развитии экологии.
- •5. Методы экологии. Наблюдение, эксперимент, теоретический анализ. Полевые и лабораторные исследования. Моделирование. Математические методы в экологии.
- •6. Экосистема как центральное понятие экологии. Основные структурные компоненты экосистемы и принципы их взаимодействия.
- •7. Среда. Экологические факторы. Условия существования. Классификация экологических факторов и её условность.
- •8. Основные закономерности действия экологических факторов.
- •9. Свет как экологический фактор. Солнечная радиация, её физическая природа и состав. Распределение солнечной радиации в биосфере.
- •10. Роль света в жизни растений и животных. Классификация растений и животных по отношению к световому режиму. Основные адаптации растений и животных к различным световым режимам.
- •11. Фотопериодизм в жизни растений и животных как проявление биоритмов.
- •12. Фитоценотическое значение света в формировании сухопутных и водных экосистем. Ярусность фитоценозов, внеярусные растения леса. Световые пояса в океане.
- •13. Тепло как экологический фактор. Распределение тепла в биосфере. Климат и климатические зоны. Микроклимат, фитоклимат. Тепловые границы жизни.
- •14. Значение тепла для растений. Адаптации растений к низким и высоким температурам, морозоустойчивость, холодостойкость. Формообразующее значение тепла у растений.
- •16. Вода как экологический фактор. Физические и химические свойства воды и их значение в жизнедеятельности растений и животных.
- •17. Вода в наземных условиях. Влажность, осадки в различных климатических зонах. Классификация наземных растений и животных по отношению к различным условиям влажности.
- •18. Вода как среда жизни. Гидробионты и их адаптации к водной среде. Планктон, нейстон, нектон, бентос, перифитон.
- •19. Почва как среда обитания. Общая характеристика, механический состав и классификация почв.
- •20. Химический состав почв. Кислотность почв, основные макро- и микроэлементы, их значение в формировании структуры почвы и в питании растений.
- •21. Засоление почв. Классификация почв по степени засоления. Виды засоления. Адаптации растений к засолению. Облигатные и факультативные галофиты, гликофиты.
- •22. Органические вещества и живые организмы почвы. Микро-, мезо-, макро- и мегафауна почвы. Адаптации организмов (животных и растений) к условиям обитания в почве.
- •24. Экологическая классификация организмов. Жизненные формы растений и животных.
- •25. Популяция, популяционная структура вида, типы популяций.
- •26. Половая структура популяции. Формирование пола у растений и животных. Половое и вегетативное размножение. Партеногенез.
- •27. Возрастная структура популяций растений. Особенности роста и фазы развития. Продолжительность отдельных фаз их жизненность.
- •28. Возрастная структура популяций животных.
- •29. Пространственная и этологическая структура популяций. Территориальное поведение. Одиночный, семейный, стадный и стайный образы жизни.
- •30. Динамика популяций. Рождаемость, плодовитость, смертность. Скорость роста популяции, продуктивность. Гомеостаз. Волны жизни.
- •31. Биоценоз. Различия между организменным и биоценотическим уровнем организации. Основные свойства биоценоза.
- •32. Видовое многообразие и видовое разнообразие. Показатель Шеннона. Доминирование.
- •33. Встречаемость. Обилие. Коэффициенты видового сходства и различия.
- •35. Межвидовые отношения. Типы отношений по Беклемишеву. Классификация отношений по степени взаимовыгодности. Условность классификации отношений.
- •36. Экологическая ниша. Правило экологического исключения Гаузе. Экологические эквиваленты и викарирующие виды. Параллелизм. Местообитание.
- •37. Энергия как источник всех процессов в экосистеме. Основные законы превращения энергии. Открытые, закрытые и изолированные системы в природе. Измерение энергии.
- •38. Экосистема как открытая природная система. Преобразование энергии в экосистеме. Трофические уровни, пищевые цепи и сети.
- •39. Продуктивность трофического звена. Виды продукции трофического уровня и соотношения между ними. Коэффициент усвоения. Коэффициент использования пищи.
- •40. Правило 10%, Экологические пирамиды чисел, биомассы и энергии. Обращенные пирамиды.
- •41. Продуктивность и виды продукций экосистемы. Первичная, вторичная и чистая продукция экосистемы. Примеры продуктивности различных экосистем.
- •42. Круговорот веществ в экосистеме. Пастбищный и детритный пути круговорота веществ.
- •43. Определение продуктивности водной экосистемы методом светлых и тёмных склянок.
- •44. Время как форма существования живой материи. Биоритмы внешние и внутренние. Суточные, приливно-отливные, сезонные и другие периодические процессы в биосистемах.
- •45. Развитие экосистем. Циклические и нециклические (необратимые) поступательные изменения экосистем. Сукцессии первичные и вторичные. Климакс.
- •46. Изменение энергетических характеристик экосистемы в процессе сукцессии. Пространственные сукцессии. Сезонные сукцессии.
- •47. Биомный уровень организации живого. Факторы, определяющие формирование природно-климатических зон и биомов биосферы. Основные типы биомов.
- •48. Биомы тропической и субтропической зон.
- •49. Биомы зон умеренного и холодного климата. Интразональные биомы.
- •50. Учение о биосфере Вернадского. Определение биосферы, её структура и границы.
- •51. Виды вещества в биосфере по Вернадскому. Химический состав организмов и окружающей среды.
- •52. Геохимические функции живого.
- •53. Условия на первобытной земле и зарождение жизни. Этапы эволюции жизни. Основные биогеохимические принципы.
- •54. Круговорот углерода и кислорода. Фотосинтез. Атмосфера, её строение и функции.
- •55. Литосфера, осадочный цикл круговорота веществ. Большой и малый круговороты веществ. Иерархия круговоротов веществ.
- •56. Круговороты азота.
- •58. Ноосфера и социогеосфера. Взаимодействие общества и природы.
- •59. Возникновение и разрешение экологических проблем в истории человеческой цивилизации.
- •60. Методы и формы экологического образования и воспитания в школе.
41. Продуктивность и виды продукций экосистемы. Первичная, вторичная и чистая продукция экосистемы. Примеры продуктивности различных экосистем.
Продуктивность экологической системы – это способность продуцентов накапливать энергию солнечного света в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое затем может быть использовано в качестве пищи. Первичная продуктивность – запасы и процесс накопления органического вещества растениями, вторичная продуктивность – процесс накопления биомассы животными в результате усвоения и переработки растительной массы и массы консументов нижних порядков.
Первичная и вторичная продукция. Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ. Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Продукцию выражают количественно в сырой или сухой массе растений либо в энергетических единицах - эквивалентном числе джоулей.
Валовая первичная продукция - количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание). Эта часть может быть достаточно большой. В тропических лесах и зрелых лесах умеренного пояса она составляет от 40 до 70% валовой продукции. Планктонные водоросли используют на метаболизм около 40% фиксируемой энергии. Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция - это энергетический резерв для консументов и редуцентов. Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массы гетеротрофных организмов.
Прирост за единицу времени массы консументов - это вторичная продукция сообщества. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего. Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, живут в конечном итоге за счет чистой первичной продукции сообщества. В разных экосистемах они расходуют ее с разной полнотой. Если скорость изъятия первичной продукции в цепях питания отстает от темпов прироста растений, то это ведет к постепенному увеличению общей биомассы продуцентов. Под биомассой понимают суммарную массу организмов данной группы или всего сообщества в целом. Часто биомассу выражают в эквивалентных энергетических единицах.
Недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения имеет следствием накопление в системе мертвого органического вещества, что происходит, например, при заторфовывании болот, зарастании мелководных водоемов, создании больших запасов подстилки в таежных лесах. Биомасса сообщества с уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной, так как практически вся первичная продукция тратится в цепях питания и разложения.
42. Круговорот веществ в экосистеме. Пастбищный и детритный пути круговорота веществ.
Фундаментальным свойством экосистем является круговорот веществ и энергии. Различают два типа круговорота вещества и энергии: 1) Большой - геологический, абиотический; 2) Малый - биотический (биологический). Между этими типами круговорота существуют взаимообусловленные связи и единства, а также качественные различия. Например, Вильямс писал "что из большого абиотического круговорота веществ на земном шаре вырывается ряд элементов, которые постоянно увлекаемы в новый, малый по сравнению с большим, биологический круговорот, надолго, если не навсегда, вырываются из траектории большого круговорота, и вращаются непрерывно расширяющейся спиралью в одном направлении - в малом, биологическом". Вместе с изменением видового состава биотопы в ходе развития или трансформации экосистем с неизбежностью меняется и биологический круговорот.
Существуют два главных типа пищевых цепей - цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называют цепями выедания (или пастбищными, или цепями потребления), а цепи, которые начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, детритными цепями разложения. Таким образом, поток энергии, входящий в экосистему, разбивается далее как бы на два основные русла, поступая к консументам через живые ткани растений или запасы мертвого органического вещества, источником которого также является фотосинтез.
В пастбищных пищевых цепях первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй - пастбищные животные (термин «пастбищные» охватывает все организмы, питающиеся растениями), а третий - хищники. Так, пастбищными пищевыми цепями являются: 1) Растительный материал (нектар) => Муха => Паук => Землеройка => Сова. 2) Сок розового куста => Тля => Божья коровка => Паук => Насекомоядная птица => Хищная птица.
Детритная пищевая цепь начинается с детрита по схеме: Детрит => Детритофаг => Хищник. Характерными детритными пищевыми цепями являются: 1) Листовая подстилка леса => Дождевой червь => Черный дрозд => Ястреб перепелятник. 2) Мертвое животное => Личинки падальной мухи => Травяная лягушка => Обыкновенный уж.
Концепция пищевых цепей позволяет в дальнейшем проследить круговорот химических элементов в природе, где каждый организм представлен как питающийся организмами только какого-то одного типа, в природе встречаются редко. Реальные пищевые связи намного сложнее, ибо животное может питаться организмами разных типов, входящих в одну и ту же пищевую цепь или в различные цепи, что особенно характерно для хищников (консументов) высших трофических уровней. Связь между пастбищной и детритной пищевыми цепями иллюстрирует предложенная Одумом модель потока энергии.
В разных типах экосистем мощность потоков энергии через цепи выедания и разложения различна: в водных сообществах большая часть энергии, фиксированной одноклеточными водорослями, поступает к питающимся фитопланктоном животным и далее - к хищникам и значительно меньшая включается в цепи разложения. В большинстве экосистем суши противоположное соотношение: в лесах, например, более 90% ежегодного прироста растительной массы поступает через опад в детритные цепи.