Учебно-методический комплекс дисциплины «Экология популяций и сообществ» (стр. 8 )

В природе также действует правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно будет за­полнена. Специализированные ниши. Общие ниши.

Экологические формы. Жизненной формой вида называют сложившийся комплекс его биологических, физиоло­гических и морфологических свойств, обусловливающих определен­ную реакцию на воздействие окружающей среды.

Видовая структура биоценозов. Видовая структура — это количество видов, образующих биоце­ноз, и соотношение их численностей. Точные сведения о количе­стве видов, входящих в тот или иной биоценоз, получить чрезвы­чайно трудно из-за микроорганизмов, практически не поддающихся учету.

Видовой состав и насыщенность биоценоза зависят от условий среды. Виды, преобладающие по численности, массе и развитию, назы­вают доминантными; выделяют эдификаторы— виды, которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени формируют среду обитания, предопределяя существование других организмов.

Принцип континуума: широкое перекрытие экологических амплитуд и рассредоточеность центров распределения популяций вдоль градиента среды приводят к плавному переходу одного сообщества в другое, поэтому, как правило, не образуют строго фиксированные сообщества.

Принцип биоценотической прерывности: виды формируют экологически определенные системные совокупности — сообщества и биоценозы, отличающиеся от соседних» хотя и сравнительно постепенно в них переходящие.

Взаимодействия между организмами. При изучении взаимоотношений между организмами прежде всего выделяют: внутривидовые;  межвидовую конкуренцию на данном трофическом уровне; межвидовые взаимодействия популяций, находящихся на раз­ных трофических уровнях; иные типы, более сложные, например симбиотические.

Конкуренция имеет место в тех случаях, когда взаимодействие между двумя или несколькими особями или популяциями неблаго­приятно влияет на рост, выживаемость, приспособленность каждой особи и (или) величину каждой популяции.

Внутривидовая конкуренция. Имеющиеся ресурсы потребля­ются особями вида неодинаково. Те особи, которые используют данный ресурс в краевых, но зато менее оспариваемых местах его градиента, обладают более высокой индивидуальной приспособленностью, чем особи, потребляющие ресурс в зоне его оптимума, где конкуренция особенно велика.

Межвидовая конкуренция. Особи некоторого вида, потребля­вший* краевые ресурсы, не могут использовать их так же эффективно, кик представители иных видов, для которых эти ресурсы оптимальны. Поэтому область перекрытия между нишами уменьшается, что по мере специализации ниши становятся уже. В результате размеры популяции одного или нескольких конкурирующих видов сокращаются.

Важным механизмом создания структуры сообщества, альтерна­тивным механизму разделения ресурсов путем конкуренции, явля­ется хищничество. Хищничество воздействует на динамику и пространственное распределение популяции жертвы, что в свою очередь влияет на с структуру и функции сообщества (биоценоза) вплоть до катастро­фического их изменения. При этом в наземных системах полное уничтожение растений происходит редко и в основном бывает не избирательным (например, налет саранчи).

Сопряженные колебания численности хищника  и жертвы

Как правило, хищник не может полностью истребить жертву. В большинстве случаев наблюдают сопряженные (согласованные между собой) колебания численности обеих популяций.

Паразитизм. Равновесие в системах «хищник—жертва» и «паразит—хозяин» не возникает автоматически, а устанавливается на протяжении дли­тельного времени. За такое время виды, взаимодействующие подобным образом, адаптируются друг к другу и к среде обитания так, что естественные враги не уни­чтожают полностью популяцию жертвы.

Лекция 8.  Влияние абиотических факторов среды

Краткое содержание. 

закон действия факторов: состав сообщества и биоценоза по видам и численности особей в них определяется тем фактором среды, который находится в сво­ем минимуме для данного сообще­ства или биоценоза.

принцип (правило) разнообразия условий биотопа: чем разнообразнее условия жизни в рамках биотопа, тем больше число видов в заселяющем его биоценозе;

принцип отклонения условий существования от нормы: чем больше отклонение условий существования от оптимума (нор­мы) в пределах биотопа, тем беднее видами становится заселяю­щий его биоценоз и тем относительно больше особей имеет каж­дый присутствующий вид.

правило приспособ­ления (специализации) к экстремальным условиям в биотопах с экстремальными условиями складываются биоцено­зы из строго специализированных видов с относительно большим числом особей.

правило А. Уоллеса:  видовое разнообразие увеличивается по мере продвижения с се­вера на юг.

Закономерности саморегуляции биоценозов, экологическое дублирование.

правила взаимоприспособленности организмов в биоценозе: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.

правило метаболизма и размеров особей: при неизменном энергетическом потоке в пищевой сети или цепи более мелкие наземные организмы с высоким удельным метабо­лизмом создают относительно меньшую биомассу, чем крупные.

сформулировал в более популярной форме: «свято место пусто не бывает»; крупные организмы исчезают раньше, и их сменяют мелкие; как правило, более эволюционно высокоорганизованные виды бывают вытеснены менее высокоорганизованными, бы­стрее размножающимися существами; всегда побеждают те, кто легче и быстрее изменяется, в том числе генетически.

принцип эколого-географического максимума ви­дов: число видов в составе географических зон и их биоценозов — от­носительно постоянно и регулируется вещественно-энергети­ческими процессами; это число всегда стремится к необходимому и достаточному максимуму.

принцип подвижного равновесия: биотическое сообщество сохраняется как единое целое вопреки регулярным колебаниям среды его существования, но при воз­действии необычных факторов структурно изменяется с перено­сом «точки опоры» на другие растительные компоненты (группы растений).

принцип продукционной оптимизации: отношение между первичной и вторичной продукцией (между продуцентами и консументами) соответствует принципу оптими­зации — «рентабельности» биопродукции.

пра­вила монокультуры: эксплуатируемые для нужд человека экосистемы (биоценозы), представленные одним видом, равно как и системы монокультур (например, сельскохозяйственные монокультуры), неустойчивы по своей природе.

принципом коэволюции: случайное функциональное изменение жертв (потребляемого рас­тения) ведет к закономерному изменению свойств хищников (по­требителей), что в свою очередь стимулирует разнообразие как первых, так и вторых.

принципа стабильности: любая относительно замкнутая биосистема с проходящим через нее потоком энергии в ходе саморегуляции развивается в сторону устойчивого состояния.

правило биоценотической надежности: надежность биоценоза зависит от его энергетической эффектив­ности в данных условиях среды и возможностей структурно - функциональной перестройки в ответ на изменение внешних воз­действий.

Лекция 9.  Основные экосистемы Земли и их особенности

Краткое содержание.  Наземные экосистемы.  Пустыни: тропические пустыни, пустыни умеренных широт, холодные пустыни. Травянистые экосистемы: тропические травянистые экосистемы, или саванны; травянистые экосистемы умеренных широт; полярные травянистые экосистемы, или арктические тундры.  Лесные экосистемы: влажные тропические леса, листопадные леса умеренных широт; северные хвойные леса. Водные экосистемы. Биоценоз водной экосистемы.  Континентальные стоячие водоемы. Озера. Болота. Эвтрофикация водоемов. Олиготрофные озера.  Эвтрофные озера. Дистрофные озера. Эвтрофикация водоемов. Водотоки.

Закономерности географического распространения экосистем. периодический закон географической зональности: со сменой природных поясов аналогичные ландшафтные зоны и  их некоторые общие свойства периодически повторяются. Экосистемы, как и виды живого, подчиняются закону конку­рентного исключения, поэтому: свободных экологических ниш ни в рамках отдельных экосистем, ни в рамках живого покрова планеты нет; эти ниши могут быть вы­работаны лишь при достаточно заметном природном или антро­погенном изменении среды обитания.

Биоразнообразие, опасность его сокращения. правило константности видов в ходе стационарной эволю­ции биосферы:  число нарождающихся видов в среднем равно числу вымерших и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.

Бактерии. Простейшие. Грибы. Растения. Животные.

Биоразнообразие оценивают на разных уровнях. Внутривидовое генетическое. Разнообразие биологических видов. Разнообразие экосистем и биоценозов

Опасность сокращения биоразнообразия в настоящее время является острой и актуальной проблемой. Установлено, что биота сохраняет в полной мере эту способ­ность, если человечество использует не более 1 % чистой первичной продукции биоты.

Разрушение экосистем. Человек в XX в. направил значитель­ный поток биосферной энергии на свои нужды. В начале XX в. че­ловечество потребляло примерно 1 % чистой биосферной продук­ции; в конце века эта цифра увеличилась в 10 раз.

Многие виды живых организмов исчезают с лица Земли. Сейчас в мире под угрозой исчезновения находится более 11 тыс. видов. Перечни редких и исчезающих биологических видов («красные книги») содержат тысячи наименований (см. подразд. 7.4.3) и их ко­личество увеличивается с каждым годом. Основной причиной ис­чезновения видов является разрушение биотопов: фрагментация экосистем, вырубка лесов, охота, собирательство и торговля редки­ми и ценными животными и растениями. При этом наиболее бы­стро исчезают крупные и долгоживущие виды.

Сокращается количество культивируемых человеком сельскохо­зяйственных животных (за 30 лет сократилось на 20 %). За послед­ние 100 лет человечество потеряло более 90 % сортов сельскохозяй­ственных растений, которые возделывались в начале XX в.