5. Устойчивость и развитие экосистем
Устойчивостью экосистем называется их способность противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Устойчивая экосистема возвращается в исходное состояние после того, как она была выведена из равновесия. Различают два типа устойчивости: резистентную и упругую.
Резистентная устойчивость − это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функции.
Упругая устойчивость − способность системы быстро восстанавливаться после нарушения структуры и функций.
Система редко обладает двумя типами устойчивости. Большинство систем устойчивы либо резистентны, либо упруги. Например, некоторые породы деревьев сравнительно устойчивы к пожарам, но, если сгорают, то практически не восстанавливаются(высокая резистентная, но низкая упругая устойчивость). Наоборот, травянистые насаждения сгорают быстро, но легко и восстанавливаются (высокая упругая устойчивость).
Основная причина устойчивости экосистем − сбалансированность потоков вещества и энергии. Устойчивая экосистема должна в необходимом количестве получать вещества из окружающей среды и избавляться от отходов. В зависимости от способа поддержания устойчивости экосистемы делятся на открытые и закрытые.
1) В открытые экосистемы непрерывно поступают энергия и вещество из окружающей среды. В таких экосистемах постоянно идут процессы накопления и разложения вещества. К этому типу относятся природные экосистемы, равновесие в них поддерживается самопроизвольно.
2) В закрытых экосистемах нет постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Система неспособна избавляться от ненужных продуктов. Равновесие в этом случае может поддерживаться искусственно. Без вмешательства извне закрытые системы неустойчивы и быстро теряют устойчивость. Примером являются многие антропогенные системы. Так, обычный комнатный аквариум представляет собой закрытую экосистему, равновесие в которой поддерживается человеком путем ввода питательных веществ и удаления продуктов разложения. Еще одним примером закрытых экосистем могут быть жилые дома, существующие за счет подвода веществ, энергии из окружающей среды, вывоза мусора. Более перспективны экодома (открытые экосистемы), в которых создаются замкнутые потоки вещества, отчасти и энергии, путем вторичного использования отходов.
5.1. Гомеостаз экосистем.
Рассмотрим механизмы поддержания равновесия, действующие в открытых природных экосистемах. На любую экосистему постоянно действует большое количество экологических факторов, стремящихся вывести ее из состояния равновесия. Устойчивая система находится в состоянии подвижно-устойчивого равновесия: отклонение от него приводит в действие силы, возвращающие систему в состояние равновесия.
Способность популяции или экосистемы поддерживать подвижно-устойчивое равновесие при изменении условий окружающей среды называется гомеостазом экосистем.
Механизм поддержания гомеостаза основан на двух принципах.
1) Принцип цикличности заключается в многократном использовании биогенных веществ в процессе биологического круговорота. Это делает практически неисчерпаемыми запасы минеральных веществ в экосистеме.
2) Принцип «обратной связи» заключается в том, что отклонение экосистемы от состояния равновесия приводит в действие силы, возвращающие ее в равновесное состояние. Различают положительную и отрицательную «обратную связь».
«Положительная обратная связь» добавляет помехи и стремится вывести экосистему из состояния равновесия.
«Отрицательная обратная связь
» стремится скомпенсировать отклонения и вернуть систему в состоянии равновесия.Подобный кибернетический принцип широко используется в технике в таких приборах, как термостаты, нагреватели, холодильники и др. При выключенном моторе в этих устройствах действует «положительная обратная связь» − происходит отклонение температуры от заданной (равновесной) величины. На определенном этапе мотор включается и происходит возвращение системы к равновесным параметрам («отрицательная обратная связь»).
В отличие от технических систем, в природных устойчивых системах управляющие механизмы находятся не вне, а внутри системы.
Принцип «обратной связи» может действовать на уровне организмов (например, регулирование температуры тела), на уровне популяций (регулирование плотности), любой экосистемы (запасание и высвобождение питательных веществ, синтез и разложение органических соединений) и всей биосферы в целом.
Рис. 14. Схема действия принципа обратной связи
Если в какой-либо экосистеме уничтожается хищный вид, нарушается действие «принципа обратной связи». Сначала происходит быстрый рост численности жертв, что приводит к истощению запасов окружающей среды и к увеличению количества паразитов. Все это иногда заканчивается необратимым нарушением равновесия экосистемы.
Действие гомеостатических механизмов имеет свои пределы, при достижении которых дальнейшее увеличение положительной обратной связи ведет к необратимому нарушению всех процессов в экосистеме. Состоянию равновесия соответствует гомеостатическое плато (рис.15) − участок, на котором «положительной обратной связи» противопоставлена «отрицательная обратная связь». При увеличении этих пределов происходит подавление жизнедеятельности организмов вплоть до их гибели.
Рис.15. Гомеостатическое плато
Надежный гомеостатический контроль устанавливается только после длительной эволюции. Новые экосистемы более подвержены резким колебаниям и менее способны противостоять внешним воздействиям.
Природа не имеет гомеостатических механизмов, которые могли бы справиться с загрязнением окружающей среды. Установлено, что биосфера способна скомпенсировать любые возмущения, доля которых не превышает 1% ее продукции. В настоящее время этот предел превышен в 10-15 раз. Антропогенное воздействие привело к тому, что природные экосистемы и вся биосфера стали терять способность к компенсации внешних воздействий.
studfiles.net
V1: Экосистемы. Экология сообществ.
S: Экосистема слагается из следующих составных частей: неорганические вещества, органические соединения, климатический режим, продуценты, консументы, редуценты. Среди к истинно абиотическим компонентам можно отнести: +: климатический режим и неорганические вещества
S: Копрофаги питаются: +: экскрементами животных
S: Некрофаги питаются: +: трупами животных
S: Фитофаги питаются: +: растениями
S: Сапрофаги питаются: +: продуктами разложения растений
S: Способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять реальное относительное постоянство свойств называется: +: гомеостазом
S: Конечное относительно устойчивое состояние растительного покрова в биогеоценозе, возникающее в процессе смены фитоценозов — это: +: климакс
S: Участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом называют: +: биотоп
S: Какой трофический уровень занимают хищники, питающиеся растительноядными животными: +: третий
S: Для какой экосистемы характерна данная пищевая цепь? Лишайники → травы → человек: +: тундра
S: Какие организмы не относится к фототрофным организмам: +: животные
S: Примером природной экосистемы служит: +: лес
S: Примером искусственной экосистемы является: +: аквариум
S: Организмы продуценты, консументы, редуценты – основные структурные компоненты: +: экосистемы
S: Роль редуцентов в экосистеме состоит в: +: разрушении органических веществ до минеральных
S: Исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности, являющаяся составной частью земной поверхности, являющаяся составной частью природного ландшафта и элементарной биотерриторией называется: +: биогеоценозом
S: К пресноводным экосистемам относятся: +: лотические воды
S: К морским экосистемам относятся: +: эстуарии
S: Смена одного сообщества организмов другим в определенной последовательности — это: +: сукцессия
S: Ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них: +: нейтрализм
S: При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходят ее потери: +: в пределах 90 %,
S: При передаче по трофической цепи энергия: +: теряется
S: Устойчивое развитие экосистем достигается в основном за счет: +: биологического разнообразия
S: Биотическое сообщество представляет собой совокупность популяций: +: входящих в одну экосистему
S: К автотрофным организмам можно отнести представителей следующих групп живых организмов: +: бактерии, +: мхи,
S: Парой «хищник-жертва» может являться: +: росянка и комар
S: Необходимым условием существования агроэкосистемы являются: +: автотрофный компонент +: энергетические дотации
S: Примерами конкуренции являются отношения между: +: видами, использующими одни и те же ресурсы +: особями одного вида
S: К благоприятным для обоих видов типам взаимоотношений относятся: +: симбиоз +: мутуализм
S: К гетеротипическим реакциям относятся: +: межвидовая конкуренция +: аменсализм
S: Примерами паразитизма являются отношения между: +: минога и треска +: малярийный плазмодий и человек
S: Установите соответствие между типом взаимоотношений и примером среди живых организмов:
L1: паразитизм | R1: клоп и человек |
L3: нейтрализм | R3: волк и капуста |
L2: симбиоз | R2: гриб и водоросли |
S: Хемосинтезирующие организмы являются: +: продуцентами
S: Понятие «экологическая ниша» связано с: +: функциональной ролью вида в сообществе
S: Скорость накопления фитомассы в сообществах представляет собой: +: чистую первичную продуктивность
S: Автотрофы – это: +: организмы, самостоятельно продуцирующие органические соединения, необходимые для роста и развития
S: Наименьшей биомассой в экосистемах характеризуются из перечисленных групп: +: консументы 5-го порядка.
S: Соотнесите указанные способы питания живых существ с названием каждой из групп:
L1: миксотрофы | R1: обладают смешанным типом питания |
L2: автотрофы | R2: получают все нужные химические элементы из веществ неживой материи (неорганических) |
L3: гетеротрофы | R3: нуждаются в органическом веществе, образованном другими организмами |
S: Продукция представляет собой: +: суммарное количество биомассы, образованной совокупностью растущих и размножающихся особей за конкретный период времени, отнесенное к единице площади или объема
S: В биосфере наибольшей продуктивностью обладают: +: участки, занимаемые сушей
S: Простейшие — обитатели почвы, питаются бактериями, в круговороте веществ они: +: регулируют численность микроорганизмов
S: Природным сообществом — биоценозом называют: +: совокупность популяций растений, животных, грибов, микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на данной территории
S: Сообщество растений, животных, микроорганизмов и грибов, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга, называется: +: биоценозом
S: Из двух видов лесных экосистем, в одной из которых— 1000 елей, 900 берез и 200 сосен, 500 осин, а в другой — 1000 елей, 120 берез, 20 осин, 10 дубов, 20 сосен, более разнообразен: +: второй вид
S: Природное сообщество — это: +: совокупность взаимодействующих популяций живых существ, обитающих на одной территории
S: Передача энергии в экосистеме происходит последовательно от: +: продуцентов через консументы к редуцентам
S: Начальным источником энергии почти во всех экосистемах служит: +: энергия Солнца
S: Энергия солнечного света может быть преобразована в энергию химических веществ: +: продуцентами
S: Продуценты, консументы и редуценты взаимодействуют в экосистеме. Продуцентами в экосистеме не могут быть: +: животные и грибы
S: Группы особей (бактерии, грибы, растения и животные), связанные друг с другом отношением «пища — потребитель», получили название: +: трофическая цепь, пищевая цепь, цепь питания
S: Какая из предложенных последовательностей правильно показывает передачу энергии в пищевой цепи: +: растения — листовой опад — дождевой червь — землеройка — лисица
S: Трофическая цепь, пищевая цепь, цепь питания есть взаимоотношения между организмами: +: через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии
S: Виды в природном сообществе приспосабливаются к совместному существованию благодаря: +: различию занимаемых видами экологических ниш
S: От звена к звену — от одного трофического уровня к следующему — происходит перенос энергии. При переходе с одного уровня на другой часть энергии обязательно теряется. Особенно велики потери при переносе энергии от: +: растения к травоядным животным
S: Трофический уровень определяется как совокупность: +: организмов, объединяемых типом питания
S: Закон однонаправленности потока энергии утверждает, что энергия, усваиваемая продуцентами: +: рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго и т. д. порядков, а затем редуцентам с падением на каждом из трофических уровней в результате дыхания
S: Закон пирамиды энергий утверждает, что с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень: +: не более 10% энергии
S: Биологический круговорот является функцией сообщества: +: продуцентов, консументов, редуцентов
S: Хищники в природном сообществе: +: оздоравливают популяции жертв -: не влияют на численность популяций жертв
S: Биомасса отличается от продукции тем, что выражает массу: +: сухого или сырого вещества особей вида или сообщества, отнесенного к единице площади или объема любого местообитания
S: При вселении нового для данной экосистемы вида необходимо, наряду с иными условиями, определить: +: наличие свободной экониши
S: Биотические связи, осуществляемые через непосредственное влияние особей одного вида на особей другого вида, называют: +: прямыми
S: В лесных экосистемах основную биомассу продуцируют: +: деревья
S: Продуктивность поглощения диоксида углерода зависит от возраста древостоя. Лучше поглощают: +: самые молодые деревья
S: Конкурентные отношения в природе возникают в случае: +: недостаточности какого-либо ресурса
S: Пищевая сеть почвенной экосистемы основана на: +: детрите
S: Биотические связи между львом и антилопой характеризуются как: +: «хищник-жертва»
S: Созданные человеком биоценозы (поля, сады, огороды) по сравнению со сходными с ними природными биоценозами (луга, степи, леса) характеризуются: +: бедным видовым составом
S: Климаксовый биоценоз находится в составе: +: гомеостаза
S: В пищевой цепи паразитов, как правило, происходит: +: уменьшение размеров тела и увеличение численности
S: Поток энергии в экосистеме идет в направлении: +: растения — фитофаги — хищники
S: Большой круговорот веществ в природе называется: +: геологическим
S: Ярусное расположение растений в лесных биоценозах служит приспособлением к: +: режиму освещенности
S: Большой круговорот веществ в природе обусловлен: +: взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли
S: В основе самого распространенного типа связей между особями разных видов лежат отношения, связанные с: +: потребностями пищи
S: На начальных стадиях сукцессии создание органического вещества превышает его расходы на дыхание, в результате чего биомасса сообщества: +: быстро увеличивается
S: Превышение общей массы продуцентов над общей массой консументов характерно для: +: наземных экосистем
S: В пищевой цепи хищников, как правило, происходит: +: увеличение размеров тела и уменьшение численности
S: Термиты и жгутиковые, обитающие в их кишечнике и разлагающие клетчатку пищи до сахара, вступают в тесные взаимополезные взаимодействия, называемые: +: симбиозом
S: Функциональную структуру экосистемы составляют: +: автотрофы и гетеротрофы
S: Свободно живущий организм, питающийся другими животными организмами, называется: +: хищником
S: Гусеница капустной белянки и кролик, питающийся капустой, в пищевой цепи: +: занимают второй трофический уровень
S: Прирост за единицу времени массы ______ называется вторичной продукцией: +: консументов
S: К механизмам саморегуляции экосистем относится субсистема: +: «хищник-жертва»
S: Структура биоценоза, показывающая соотношение организмов разных экологических групп, называется: +: экологической
S: Бурый медведь, использующий пищу растительного и животного происхождения, является: +: консументом 1-го и 2-го порядка
S: В стабильных экосистемах биомасса сообщества: +: остается постоянной
S: Интродукция (случайная или целенаправленная) вида в новую экосистему может привести к: +: полному вытеснению аборигенных видов
S: К надорганизменному уровню организации биологических систем относится: +: экосистемы
S: Естественные экосистемы в отличие от искусственных: +: способны к саморегуляции
S: Малый круговорот веществ в природе называется: +: биогеохимическим
S: В процессе суточной и сезонной динамики целостность биоценоза экосистемы: +: частично утрачивается
S: Для первичной сукцессии характерно: +: постепенное накопление органического вещества
S: Преобладающей экологической группой в степных биоценозах является: +: фитофаги
S: Гетеротрофные организмы, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества и перерабатывающие их в другие формы, называются: +: консументами +: редуцентами
S: К хемосинтетикам относятся: +: нитрифицирующие бактерии
S: Пищевая цепь — это: +: последовательность переноса энергии от одного организма к другому
S: Совокупность пищевых цепей в экосистеме, соединенных между собой и образующих сложные пищевые взаимоотношения, называют: +: пищевой сетью
S: Отдельные звенья цепей питания называются: -: пищевой цепью +: трофическим уровнем
S: Назовите самую малочисленную группу организмов, входящую в состав пищевой цепи выедания (пастбищной): +: консументы 3-го порядка
S: Пищевые цепи подразделяют на виды: +: пастбищные +: детритные
S: Растительный опад — личинки насекомых — лягушка — гадюка. Укажите, какой организм в этой пищевой цепи является детритофагом: +: личинки насекомых
S: Растения — тля — синица — ястреб. Укажите, какой из организмов в этой пищевой цепи является консументом 1-го порядка: +: тля
S: Растение — полевая мышь — ястреб — бактерии. Укажите, какой из организмов в пищевой цепи является консументом 2-го порядка: +: ястреб
S: Желудь — белка — рысь — бактерии. Укажите, какой из организмов в этой пищевой цепи является редуцентом: +: бактерии
S: Капуста — гусеница — скворец — ястреб. Укажите, какой из организмов в этой пищевой цепи является продуцентом: +: капуста
S: Органическое вещество, создаваемое в экосистемах и единицу времени, называют: +: биологической продукцией
S: Соотношение численности живых организмов, занимающих разное положение в пищевой цепи, называют: +: пирамидой численности
S: Плотность населения организмов на каждом трофическом уровне отражает: +: пирамида численности
S: Суммарную массу организмов на каждом трофическом уровне отражает: +: пирамида биомассы
S: Количество энергии, потребляемое живыми организмами, занимающими разное положение в пищевой цепи, называют: +: пирамидой энергии
S: Закон (правило), описывающий переход энергии с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой: +: десяти процентов (Линдемана)
S: Процент энергии, поглощенной продуцентами (энергия, поглощенная растениями, принята за 100%) доходит до пятого трофического уровня в цепи питания: растения — кузнечик — лягушка — змея – орел и равен ###%: +: 0*01
S: Процент энергии, поглощенной растениями (принята за 100%), переходит к степной гадюке в трофической цепи: растения — полевка — степная гадюка – змееяд и составляет ###%: +: 1
S: Количество энергии (%), которая доходит до четвертого трофического уровня в схеме: растения — гусеница синица — ястреб-перепелятник составляет ###%. (энергия, поглощенная растениями, принята за 100%). +: 0*1
S: Количество энергии (%), которая доходит до второго трофического уровня в цепи питания : растения – кузнечик — лягушка — змея – орел составляет ###%. (энергия, поглощенная растениями, принята за 100%). +: 10
S: Взаимодействие бобовых растений и клубеньковых бактерий — пример: +: симбиоза
S: Взаимодействие некоторых травоядных копытных микроорганизмов, обитающих в желудке и кишечнике, пример: +: мутуализма
S: Форма отношений, при которых один из участника умерщвляет другого и использует его в качестве пищи называется: +: хищничество
S: Тип взаимодействия, при котором один из участников не убивает сразу своего хозяина, а длительное время использует его как источник пищи: +: паразитизм
S: Тип взаимодействия, при котором организмы соперничают друг с другом, пытаясь лучше и быстрее достичь какую-либо цели, получил название: +: конкуренция
S: В результате взаимосвязи «хищник – жертва»: +: усиливается естественный отбор в обеих популяциях
S: Доминантами сообщества называют виды: +: преобладающие по численности
S: Неограниченный рост численности популяции сдерживается: +: действием факторов внешней среды
S: Рост популяции, численность которой не зависит от ее плотности, называют: +: экспоненциальным
S: Вследствие увеличения численности популяции жертв в популяциях хищников происходит: +: увеличение числа новорожденных особей
S: Валовой первичной продукцией экосистемы называют: +: общее количество вещества и энергии, производимых автотрофами
S: Первичную продукцию в экосистемах образуют: +: продуценты
S: Вторичная продукция в экосистемах образуется: +: консументами
S: Наименьшая продуктивность характерна для экосистем: +: пустынь
S: Наибольшая продуктивность характерна для экосистем: +: тропических дождевых лесов
S: Установите, в какой последовательности должны располагаться экосистемы с учетом увеличения их продуктивности: 1: центральные части океана 2: горные леса 3: леса умеренной полосы 4: коралловые рифы.
S: Расположите следующие экосистемы в порядке возрастания продуктивности: 1: арктическая тундра 2: степи 3: дубравы 4: влажные леса
S: Атмосферный азот включается в круговорот веществ благодаря деятельности: +: азотфиксирующих бактерий
S: Сера в виде сероводорода поступает в атмосферу благодаря деятельности: +: серобактерий
S: Азот попадает в растения в процессе круговорота веществ в форме: +: нитратов
S: В наземном биоценозе микроорганизмы и грибы завершают разложение органических соединений до простых минеральных компонентов, которые снова вовлекаются в круговорот веществ представителями некой группы организмов. Назовите эту группу: +: продуценты
S: Углерод поступает в круговорот веществ в биосфере в составе: +: углекислого газа
S: Углерод выходит из круговорота веществ (образуя осадочные породы) в составе: +: карбоната кальция
S: Полный круговорот кислорода в природе продолжается около: +: 2000 лет
S: Полный круговорот воды в природе длится около: +: 1 млн лет
S: Правило краевого (пограничного) эффекта гласит: на стыках биоценозов количество видов в них: +: увеличивается
S: Масса тела живых организмов в экосистеме называется: +: биомассой
S: Сезонная периодичность в природе наиболее выражена: +: в умеренных широтах
S: Среди перечисленных примеров к первичной сукцессии относится: +: постепенное обрастание голой скалы лишайниками
S: Среди перечисленных сукцессионных процессов первичной сукцессии относится: +: появление на сыпучих песках сосняка
S: Среди перечисленных сукцессионных процессов вторичной сукцессией считается: +: превращение заброшенных полей в дубравы
S: Основной причиной неустойчивости экосистем является( ются): +: несбалансированность круговорота веществ
S: Агробиоценоз — это: +: система с разрушенными обратными связями, которая может существовать только при целенаправленной деятельности человека
S: Леса называют санитарами экосистем и биосферы в целом. Один гектар любого по составу леса способен задержать десятки тонн пыли в год. Лучше других улавливает пыль: +: дубрава
S: Биотические связи, основанные на участии особей одного вида в распространении особей другого вида, называют: +: форическими
studfiles.net
1 Экология. Основные понятия. Концепция устойчивого развития.
Экология – это наука об условиях существования живых организмов, их взаимодействие между собой и окружающей средой обитания, в т.ч. многообразие взаимосвязей их с другими механизмами, организмами и сообществами.
Экология производства– предполагает приспособление различных технологий к сложившимся природным (биосферным) условиям. Экологическое производство, исходя из ограниченных возможностей сложившихся биосферных явлений, предполагает планомерное производство и воспроизводство компонентов и условий природной среды.
Биотоп (биос – жизнь, топос — место)– природное жизненное пространство занимаемое сообществом.
Биотоп вместе с сообществом образуют экосистему, которая длительное время поддерживает устойчивые взаимодействия между элементами живой и не живой природы.
Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии. (пример: лесные экосистемы, почву, гидросферу).
Самой крупной экосистемой, предельной по размерам и масштабам, является биосфера.
Биосферой – называют активную. Оболочку Земли, включающая все живые организмы Земли и находящуюся во взаимодействии с неживой средой (химической и физической) нашей планеты, с которой они составляют единое целое. Биосфера нашей планеты существует 3 млрд. лет, она растет и усложняется наперекор тенденциям холодной энтропийной смерти; она несет разумную жизнь и цивилизацию. Биосфера существовала задолго до появления человека и может обойтись без него. Напротив, существование человека невозможно без биосферы.
Основные характеристики экосистемы: — размер, — устойчивость, — процессы самовосстановления, — самоочищение.
Размер экосистемы– пространство, в котором возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления всех составляющих экосистему компонентов и элементов.
Самовосстановление природной экосистемы– самостоятельный возврат природной экосистемы к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных и антропогенных факторов.
Самоочищение – естественное разрушение загрязнителя в среде в результате процессов, происходящих в экосистеме.
В биосфере условно выделяют элементарные целостные единицы, биоценозы (биос – жизнь, ценоз — общее), т. е другими словами это сообщество, ибиогеоценоз– это совокупность популяции разных видов обитаемых в определенной местности.
Взаимные связи внутри биогеоценоза поддерживаются в процессе круговорота биогенных веществ в целях питания. При этом в результате жизнедеятельности организмов в круговорот вовлекаются наиболее распространенные на Земле химические элементы.
Весь круговорот органических веществ и неорганических элементов составляют основу биосферы и основное условие поддержание жизни в ней. В непрерывном круговороте живое вещество обеспечивает образование нового живого вещества, которое не только замещает отмирание его массы но и приобретает новое качество в процессе эволюции.
Спецификация взаимодействия взаимоотношений со средой заключается в том что каждый организм живет в условиях определенной среды из которой он получает необходимое для жизни т.е. имеет свою экологическую нишу.
Экологическая ниша– ее определение опирается на то каким образом организмы реагируют на внешние условия, т.е. ее можно определять как совокупность всех факторов, в пределах которых может существовать вид в природе.
Размер способности природного или природно-антропогенное окружение обеспечивает нормальную жизнедеятельность определенное числу организмов и их сообществ, без заметного нарушения самого окружения называется – емкостью среды.
Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей того же вида.
Концепция устойчивого развития |
Под устойчивым понимают такое развитие, при котором человечество может удовлетворять свои потребности, не подвергая риску способность следующих поколений также удовлетворять свои потребности.
В основе концепции лежит утверждение, что окружающую среду и социально-экономическое развитие невозможно рассматривать как изолированные сферы. Поэтому лишь в мире со здоровой социально-экономической средой может быть здоровая окружающая среда. В Программе действий которая была принята на Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992 г.), отмечалось «что в мире, где так много нужды и где окружающая среда ухудшается, невозможны здоровое общество и экономика». Хотя это не означает, что экономическое развитие должно остановиться, оно может пойти «по иному пути, перестав столь активно разрушать окружающую среду».
При этом должны будут предотвращены экологические проблемы, такие как изменения климата, опустынивание. Концепция также предполагает развитие экологического образования, работу различных экологических объединений и др. Предполагается решение других проблем, которые связаны с экологическими косвенным образом: развитие промышленных и сельскохозяйственных технологий, борьба с бедностью, изменение структур потребления развитие устойчивых поселений и другие вопросы. Они объединены в четыре раздела Программы действий. Приняты также Заявление и две Концепции, которые касаются таких основополагающих проблем, как предотвращение изменения климата и сбережение лесов, сохранение биологического разнообразия. Пожалуй, этими документами впервые на высоком уровне была подчеркнута роль биоэкологического элемента в решении проблем сохранения окружающей среды.
Провозгласив концепцию устойчивого развития, конференция ООН призвала правительства государств мира принять национальные концепции устойчивого развития. В соответствии с этим издан Указ Президента РФ от 1 апреля 1996 г. «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию». Утверждена представленная Правительством РФ «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию». Документами намечены основные направления по реализации государственной экологической политики в России. Они включают мероприятия по обеспечению экологической безопасности, охране среды обитания, оздоровлению нарушенных экосистем и участию в решении глобальных экологических проблем.
studfiles.net
ОТВЕТЫ НА ГОСЭКЗАМЕН 120303 ЭКОЛОГИЯ Факторы, определяющие устойчивость и развитие экосистем.
ОТВЕТЫ НА ГОСЭКЗАМЕН 120303 ЭКОЛОГИЯ Факторы, определяющие устойчивость и развитие экосистем. список темФакторы, определяющие устойчивость и развитие экосистем.
Устойчивость природных систем к воздействию-способность природных систем сохранять свою структуру и функциональные свойства при антропогенном воздействии.
Понятие «экосистема» введено английским ботаником А.Тенсли (1935), который обозначил этим термином любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду. По современным представлениям экосистема — это основная структурная единица биосферы, т.е. взаимосвязанная единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания, или уравновешенное сообщество живых организмов и окружающей неживой среды.
Установлено три принципа устойчивого развития экосистем:
- 1. В естественных экосистемах использование ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов (в городах этот процесс нарушается, когда чуждые природе вещества накапливаются на свалках и разрывают круговорот веществ).
- 2. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду солнечной энергии, количество которой постоянно и избыточно (в городах в основном используется дополнительная энергия, получаемая за счет сжигания ископаемых углеводородов).
- 3. На конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы (отсюда вытекает предел численности жителей в экосистеме, нарушенный в городах, где происходит неконтролируемый рост населения).
- Все связано со всем — изменение одного из элементов системы вызывает количественные и качественные перемены как в ее функциях и структуре, так и в других элементах.
- Все куда-то попадает — абсолютно безотходное производство невозможно.
- Природа знает лучше — при попытке улучшить природные системы, мы легко наносим им непоправимый вред.
- Ничто не дается даром — любая экосистема представляет собой единое целое; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено.
Экосистемы могут быть разных размеров, например, глобальная экосистема — это биосфера, а экосистема муравейника — это микроэкосистема. В отличие от биогеоценозов экосистемы не имеют достаточно четких границ, хотя по содержанию и близки к ним. В этом отношении город скорее экосистема, хотя экосистема необычная, очень сильно отличающаяся от природных экосистем.
Урбанизованные образования находятся в весьма сложных отношениях с биосферой. С одной стороны, в городах живут люди, животные, существует растительность. Все это связано между собой, следовательно, город можно считать экосистемой. С другой стороны, многие исследователи полагают, что если города — организмы, то их следует считать «паразитами» биосферы. Этот вопрос весьма сложен, и развивать его целесообразно, рассмотрев сначала город как сложную систему, взаимодействующую с различными геосферами и, в особенности с литосферой, гидросферой и атмосферой.
Экосистемы имеют собственные законы сложения, функционирования и развития. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается прежде всего за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консументами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два глобальных явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды.
Консументы — организмы, получающие питательные вещества и необходимую энер-гию, питаясь живыми организмами — продуцентами или другими консументами.
Редуценты — организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь ос-танками мертвых организмов (животных, растений)
Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав.
В богатых видами экосистемах у консументов есть возможность избирать разные виды пищевых объектов и в первую очередь — наиболее массовые. Если потребляемый пищевой объект становится редким, то консумент переключается на питание другим видом, а первый, освобожденный от пресса выедания, постепенно будет восстанавливать свою численность. Благодаря такому переключению поддерживается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями и обеспечивается возможность их длительного сосуществования. Таким образом, процесс саморегуляции экосистемы проявляется в том, что все разно-образие ее населения существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенного уровня.
Важным фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие осо-бей популяций. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существования. Поэтому чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции. Время, необходимое для восстановления популяции, будет зависеть от скорости размножения особей, так как изменение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении.
Стабильность экосистемы зависит также от степени колебаний условий внешней среды.
список тем
k3111.narod.ru
Устойчивость экосистем
Экосистема может быть описана комплексной схемой прямыхиобратных связей, поддерживающихгомеостазсистемы в некоторых пределах параметров окружающей среды[4]. Таким образом, в некоторых пределах экосистема способна при внешних воздействиях поддерживать своюструктуруифункцииотносительно неизменными. Обычно выделяют два типа гомеостаза: резистентный — способность экосистем сохранять структуру и функции при негативном внешнем воздействии и упругий — способность экосистемы восстанавливать структуру и функции при утрате части компонентов экосистемы[25]. В англоязычной литературе используются сходные понятия: локальная устойчивость —англ.local stability(резистентный гомеостаз) и общая устойчивость —англ.global stability(упругий гомеостаз)[15].
Иногда выделяют третий аспект устойчивости — устойчивость экосистемы по отношению к изменениям характеристик среды и изменению своих внутренних характеристик[15]. В случае, если экосистема устойчиво функционирует в широком диапазонепараметровокружающей среды и/или в экосистеме присутствует большое число взаимозаменяемыхвидов(то есть, когда различные виды, сходные по экологическим функциям в экосистеме, могут замещать друг друга), такое сообщество называютдинамически прочным(устойчивым). В обратном случае, когда экосистема может существовать в весьма ограниченном наборе параметров окружающей среды, и/или большинство видов незаменимы в своих функциях, такое сообщество называетсядинамически хрупким(неустойчивым)[15]. Необходимо отметить, что данная характеристика в общем случае не зависит от числа видов и сложности сообществ. Классическим примером может служитьБольшой Барьерный рифу береговАвстралии(северо-восточное побережье), являющийся одной из «горячих точек» биоразнообразия в мире —симбиотическиеводоросли кораллов,динофлагелляты, весьма чувствительны к температуре. Отклонение от оптимума буквально на пару градусов ведёт к гибели водорослей, а до 50-60 % (по некоторым источникам до 90 %) питательных веществ полипы получают от фотосинтеза своихмутуалистов[26][27].
Экологическое равновесие — устойчивое (сбалансированное) соотношение взаимоприспособленных видов организмов, а также процессов продукции и деструкции в экосистеме. В основе экологического равновесия лежит постоянство биотического круговорота веществ, который в каждой конкретной экосистеме имеет свои особенности, связанные с видовым составом и численностью организмов, их типом метаболизма. Экологическое равновесие часто достигается в климаксном сообществе, где взаимоотношения между видами и абиотической средой сбалансированы. Это динамическое равновесие с возможными колебаниями численности различных видов в рамках общего равновесия.
Сукцессия
Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д.) другим на определённом участке среды во времени.
Термин введён Ф. Клементсом для обозначения сменяющих друг друга во времени сообществ, образующих сукцессионный ряд (серию) где каждая предыдущая стадия (серийное сообщество) формирует условия для развития последующего. Если при этом не происходит вызывающих новую сукцессию событий, то ряд завершается относительно устойчивым сообществом, имеющим сбалансированный при данных факторах среды обмен. Такое сообщество Ф. Клементс назвал климакс. Единственным признаком климакса в смысле Клементса—Разумовского является отсутствие у него внутренних причин для изменения. Время существования сообщества ни в коем случае не может являться одним из признаков.
Общие закономерности сукцессионного процесса. Для любой сукцессии, особенно первичной, характерны следующие общие закономерности протекания процесса.
1. На начальных стадиях видовое разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы. По мере развития сукцессии эти показатели возрастают.
2. С развитием сукцессионного ряда увеличиваются взаимосвязи между организмами. Особенно возрастает количество и роль симбиотических отношений. Полнее осваивается среда обитания, усложняются цепи и сети питания.
3. Уменьшается количество свободных экологических ниш, и в климаксном сообществе они либо отсутствуют, либо находятся в минимуме. В связи с этим по мере развития сукцессии уменьшается вероятность вспышек численности отдельных видов.
4. Интенсифицируются процессы круговорота веществ, потока энергии и дыхания экосистем.
5. Скорость сукцессионного процесса в большей мере зависит от продолжительности жизни организмов, играющих основную роль в сложении и функционировании экосистем. В этом отношении наиболее продолжительны сукцессии в лесных экосистемах. Короче они в экосистемах, где автотрофное звено представлено травянистыми растениями, и еще быстрее протекают в водных экосистемах.
6. Неизменяемость завершающих (климаксных) стадий сукцессий относительна. Динамические процессы при этом не приостанавливаются, а лишь замедляются. Продолжаются динамические процессы, обусловливаемые изменениями среды обитания, сменой поколений организмов и другими явлениями. Относительно большой удельный вес занимают динамические процессы циклического (флуктуационного) плана.
7. В зрелой стадии климаксного сообщества (не старческой!) биомасса обычно достигает максимальных или близких к максимальным значений. Неоднозначна продуктивность отдельных сообществ на стадии климакса. Обычно считается, что по мере развития сукцессионного процесса продуктивность увеличивается и достигает максимума на промежуточных стадиях, а затем в климаксном сообществе резко уменьшается. Последнее связывают, во-первых, с тем, что в это время максимум первичной продукции потребляется консументами, а во-вторых, экосистема развивает чрезвычайно большую массу ассимиляционного аппарата, что ведет к дефициту освещенности, следствием чего является снижение интенсивности фотосинтеза при одновременном возрастании потерь продуктов ассимиляции на дыхание самих автотрофов.
сукцессионная фаза
это процесс развития экосистемы, отличающийся особым состоянием, всех средообразующих компонентов и, как правило, сменой подсистем (популяций, синузий и т. д.), входящих в экосистему, и основных структур (ярусности растительности, ее сомкнутости и т. д.). Каждая фаза сукцессии подготавливает комплекс условий для прохождения следующей за ней фазы.
Фаза обогащения (незаселённая территория)
Фаза миграции (пионеры)
Фаза эуезиса (приспособление к конкретным усл. Обитания)
Фаза соревнования (вытеснения ряда видов путём конкуренции)
Фаза реакции (обратное воздействие сообществ на биотоп и усл. Обит.)
Фаза стабилизации (формирование климаксного сообщества)
Первичная сукцессия — сукцессия, развивающаяся на лишенных жизни территориях — скалах, обрывах, наносах рек, сыпучих песках, застывшей лаве и др. При заселении таких участков живые организмы за счет своего метаболизма изменяют условия проживания и сменяют друг друга. Основная роль принадлежит накоплению отмерших остатков растений и продуктов разложения. Это зависит от характера растительности и от комплекса разрушающих её микроорганизмов, грибов и животных. Постепенно формируется почвенный профиль, изменяется гидрологический режим участка,микроклимат. Такие сукцессии называются в геоботанике — экогенетическими, так как ведут к преобразованию самого местообитания. Процесс первоначального формирования растительного покрова называется также сингенетической сукцессией[1].
В зависимости от влажности первичного субстрата первичные сукцессии делятся на:
Ксерархные (ксеросерии) — на безводном субстрате. В ходе ксерархной сукцессии исходный субстрат увлажняется
Псаммоксеросерия — на песках
Литоксеросерия — на камнях и скалах
Геоксеросерия — на сухих глинах, супесях, суглинках.
Мезархная (мезосерия) — на умеренно влажном субстрате. В ходе мезархной сукцессии влажность субстрата изменяется незначительно.
Элювиальная
Пролювиальная
Аллювиальная и т. д.
Гидрархная (гидросерия) — на экстремально влажных субстратах. В ходе этой сукцессии влажность субстрата снижается
Олиготрофная
Мезотрофная
Эвтрофная
Галогидросерия
Мангровая.
Протекание первичных сукцессий проходит в несколько этапов. Например, в лесной зоне: сухой безжизненный субстрат — лишайники — мхи — однолетниковое разнотравье — злаки и многолетние травы — кустарники — деревья 1-й генерации — деревья 2-й генерации; в степной зоне сукцессия завершается на стадии трав и т. д.
В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она — осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет. Восстановление климаксных дубрав в Московской области обычно не происходит, поскольку лес вновь вырубается.
Классификация сукцессий
Существует множество классификаций сукцессий[3], по показателям, способным меняться в ходе сукцессии или по причинам смен:
по масштабу времени (быстрые, средние, медленные, очень медленные),
по обратимости (обратимые и необратимые),
по степени постоянства процесса (постоянные и непостоянные),
по происхождению (первичные и вторичные),
по тенденциям изменения продуктивности (прогрессивные и регрессивные),
по тенденции изменения видового богатства (прогрессивные и регрессивные),
по антропогенности (антропогенные и природные),
по характеру происходящих во время сукцессии изменений (автотрофные и гетеротрофные).
В зависимости от целей исследователя, подобные классификации можно строить на любом логическом основании, а число их можно увеличивать до бесконечности. Так, например, П. Д. Ярошенко (1950) указывал на необходимость разделения антропогенных смен на смены в социалистических странах и смены в капиталистических странах.
Если классифицировать сукцессии на основе протекающих процессов, то можно выделить две основные группы: эндогенные, происходящие в результате функционирования сообществ, и экзогенные, происходящие в результате внешнего воздействия. Движущей силой эндогенных сукцессий является несбалансированный обмен сообществ.
Виды сукцессий
Процесс первоначального формирования растительного покрова называется также сингенетической сукцессией.
ценогенетическая сукцессия, эндоэкогенез, сукцессия экосистем, при которой образование сообществ происходит вследствие изменения биоценотической среды в результате жизнедеятельности самих организмов. Эндодинамические сукцесси — наиболее сложные и длительные сукцессии естественных биоценозов.
экзодинамическая смена, экзогенетическая смена, смена биоценозов, обусловленная внешними экологическими факторами, например, засолением или рассолением (сукцессияэкзодинамическая галогенная), пожарами (пирогенная), ветроломом (анемогенная), опесчаниванием (псаммогенная), наводнением (гигрогенная), заиливанием (пеллогенная), лавинами (лабиногенная).
studfiles.net
V1: Экосистемы. Экология сообществ.
Количество просмотров публикации V1: Экосистемы. Экология сообществ. — 163
S˸ Экосистема слагается из следующих составных частей˸ неорганические вещества, органические соединения, климатический режим, продуценты, консументы, редуценты. Среди к истинно абиотическим компонентам можно отнести˸ +˸ климатический режим и неорганические вещества
S˸ Копрофаги питаются˸ +˸ экскрементами животных
S˸ Некрофаги питаются˸ +˸ трупами животных
S˸ Фитофаги питаются˸ +˸ растениями
S˸ Сапрофаги питаются˸ +˸ продуктами разложения растений
S˸ Способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять реальное относительное постоянство свойств называется˸ +˸ гомеостазом
S˸ Конечное относительно устойчивое состояние растительного покрова в биогеоценозе, возникающее в процессе смены фитоценозов — это˸ +˸ климакс
S˸ Участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом называют˸ +˸ биотоп
S˸ Какой трофический уровень занимают хищники, питающиеся растительноядными животными˸ +˸ третий
S˸ Для какой экосистемы характерна данная пищевая цепь? Лишайники → травы → человек˸ +˸ тундра
S˸ Какие организмы не относится к фототрофным организмам˸ +˸ животные
S˸ Примером природной экосистемы служит˸ +˸ лес
S˸ Примером искусственной экосистемы является˸ +˸ аквариум
S˸ Организмы продуценты, консументы, редуценты – основные структурные компоненты˸ +˸ экосистемы
S˸ Роль редуцентов в экосистеме состоит в˸ +˸ разрушении органических веществ до минеральных
S˸ Исторически сложившаяся совокупность организмов разных видов и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком земной поверхности, являющаяся составной частью земной поверхности, являющаяся составной частью природного ландшафта и элементарной биотерриторией называется˸ +˸ биогеоценозом
S˸ К пресноводным экосистемам относятся˸ +˸ лотические воды
S˸ К морским экосистемам относятся˸ +˸ эстуарии
S˸ Смена одного сообщества организмов другим в определенной последовательности — это˸ +˸ сукцессия
S˸ Ассоциация двух видов популяций не сказывается ни на одном из них˸ +˸ нейтрализм
S˸ При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходят её потери˸ +˸ в пределах 90 %,
S˸ При передаче по трофической цепи энергия˸ +˸ теряется
S˸ Устойчивое развитие экосистем достигается в основном за счет˸ +˸ биологического разнообразия
S˸ Биотическое сообщество представляет собой совокупность популяций˸ +˸ входящих в одну экосистему
S˸ К автотрофным организмам можно отнести представителей следующих групп живых организмов˸ +˸ бактерии, +˸ мхи,
Читайте также
Тестові завдання: 1. 5 6. 2 11. 5 16. 3 21.3 26.5 31.3 36.2 41.5 2. 4 7. 4 12. 3 17. 1 22.1 27.4 32.2 37.3 42.3 3. 5 8. 4 13. 3 18.3 23.2 28.5 33.4 38.1 4. 4 9. 4 14. 2 19.2 24.2 29.2 34.3 39.3 5. 1 10. 4 15. 1 20.4 25.3 30.2 35.3 40.4 Ситуційні задачі: … [читать подробнее].
Тестові завдання: 1. 4 6. 2 11. 2 16. 3 21. 2 26. 5 31. 1 36. 2 41. 2 46. 2 2. 4 7. 2 12. 2 17. 2 22. 3 27. 2 32. 4 37. 2 42. 4 47. 4 3. 3 8. 2 13. 2 18. 4 23. 3 28. 5 33. 1 38. 2 43. 4 48. 3 4. 4 9. 2 14. 2 19. 1 24. 1 29. 1 34. 3 39. 3 44. 2 49. 1 5. 1 10. 2 15. 2 20. 5 25. 2 30. 1 … [читать подробнее].
1. Гепатоцит: 1.1. Плазмолемма. 1.2. Ядро. 1.3. Жировые включения РАБОТА №3. УГЛЕВОДНЫЕ ТРОФИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ КЛЕТКИ. Задание №5: · ознакомьтесь с описанием микроскопической картины микропрепарата № 48. Препарат представляет… [читать подробнее].
ПХО – операція, метою якої є створення сприятливих умов для загоєння рани і профілактика розвитку інфекції в рані. Види: рання – виконана до 24 годин; відстрочена – виконана після 24 годин. Показання – будь-які рани. Не обробляються лише: 1. крізні кульові поранення… [читать подробнее].
Рост и защита Эволюция снабдила нас множеством механизмов выживания. Все они могут быть подразделены на две функциональные категории: механизмы развития и механизмы защиты. Эти механизмы суть фундаментальные верования организма, необходимые для его выживания. Что… [читать подробнее].
«Спинной мозг, покрытый шишками» Так, говорит Вулдридж, один студент ответил на вопрос, что такое головной мозг. Неизвестно, каким баллом оценили знания юноши, но в остроумии ему отказать нельзя. В самом деле. Взгляните на рисунок. Непосвященному ясно – мозг… [читать подробнее].
Эволюция – необратимое историческое развитие живой природы. Термин «эволюция» ввёл швейцарский натуралист Шарль Боннэ. Эволюционное учение — теория эволюции, наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живых организмов. Эволюция –… [читать подробнее].
Селекция (от лат. selectio — выбор, отбор) Ø наука, разрабатывающая методы создания сортов и гибридов сельскохозяйственных растений и пород животных с нужными человеку признаками. Ø отрасль сельскохозяйственного производства, занимающаяся выведением сортов и… [читать подробнее].
1. Гепатоцит: 1.1. Плазмолемма. 1.2. Ядро. 1.3. Жировые включения РАБОТА №3. УГЛЕВОДНЫЕ ТРОФИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ КЛЕТКИ. Задание №5: · ознакомьтесь с описанием микроскопической картины микропрепарата № 48. Препарат представляет… [читать подробнее].
I.Answer these questions. 1) What is “semaseology”? 2) Why is the term “semantics” ambiguous? 3) Why is meaning one of the most controversial terms in linguistics? 4) How does Prof. Smirnitsky define meaning? 5) What are the main approaches to the study of meaning? What are their advantages and disadvantages? 6) What is “the semiotic triangle”? What does it show? II.What does the diagram below prove? Explain your answer. MAN GUY … [читать подробнее].
referatwork.ru
устойчивость экосистемы
Устойчивость экосистемы. ЖИДКАЯ ФАЗА ПОЧВЫ — см. Почвенный раствор.[ …]
УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — ее способность к реакции, пропорциональной по величине силе воздействия. Неустойчивость экосистемы ■—несоответственно большой ее отклик на относительно слабое воздействие.[ …]
Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее устойчивые экосистемы со временем сменяются на более устойчивые. Их смена определяется тремя факторами: 1) упорядоченным процессом развития экосистемы — установлением в ней стабильных взаимоотношений между видами; 2) изменением климатических условий; 3) изменением физической среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих экосистему.[ …]
УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Напротив, степень неспособности экосистемы противостоять вредным внешним воздействиям означает ее уязвимость. Например, в данной экосистеме количество осадков понижается на 50% по сравнению со среднегодовыми значениями, но продукция растений уменьшается при этом только на 25%, а численность популяции растительноядных организмов — всего лишь на 10%. Относительное затухание колебаний в среде по мере их прохождения по пищевым цепям служит мерой внутренней устойчивости экосистемы — ее способности противостоять изменениям (Риклефс, 1979). При этом У.э. может быть обусловлена наличием запасов влаги в почве, а в случае достаточно длительной засухи — частичным замещением чувствительных к засухе травянистых растений засухоустойчивыми видами. Эта способность экосистем важна при изучении последствий воздействия на них антропогенных факторов, в частности наиболее уязвимыми являются экосистемы, где доминируют мхи и лишайники, наиболее чувствительные к загрязнениям атмосферного воздуха.[ …]
Экосистемы способны саморегулироваться и сохранять свою устойчивость. Основной принцип сохранения , устойчивости экосистемы — сохранение замкнутости круговорота вещества. Основная причина неустойчивости экосистем — несбалансированность круговорота вещества из-за несогласованности деятельности организмов отдельных групп. Устойчивые экосистемы со сбалансированным круговоротом веществ называют зрелыми.[ …]
Устойчивость экосистемы понимают как проявление гомеостатических свойств в условиях внешнего возмущения. Устойчивость обеспечивается сложным системным саморегулированием, в котором процессы эволюции играют ведущую роль: для сохранения устойчивости экосистема должна постоянно изменяться — эволюционировать. Для многих экосистем характерна смена фаз развития (сукцессия), знание которых позволяет в некоторых случаях замедлять или ускорять прохождение экосистемой той или иной фазы. Экосистемы нередко ведут себя вероятностным образом, что делает прогноз их изменений сложной научной задачей, а управление экосистемами скорее надеждой, чем обоснованными планами. Вместе с тем возможна успешная реставрация ряда экосистем.[ …]
Под устойчивостью экосистемы следует понимать ее способность сохранять параметры своего состояния в установленных равновесных диапазонах при таком уровне воздействия на параметры, когда система может перейти в неустойчивое состояние, вызывающее негативные последствия для общества и среды обитания.[ …]
| Устойчивость экосистемы ( по Ю.Одуму [1]) |  |
Любая экосистема любого иерархического уровня может устойчиво функционировать только в пределах устойчивой реализации обратных связей или в области нарушения этих связей, когда элементы экосистемы способны компенсировать отклонения, определяемые положительной обратной связью (например, при поступлении загрязнений в водную экосистему она еще способна к самоочищению). Эта область устойчивости экосистемы называется гомеостатическим плато (см. рис. 65). В пределах (верхнем инижнем) действия обратных связей экосистема за счет компенсаторных регуляторов сохраняет устойчивость. В антропогенных экосистемах при возникающих соответствующих нагрузках для устойчивого их функционирования человек должен сам играть роль компенсаторного регулятора (озеленение, посадка леса, системы очистки воздуха и воды).[ …]
За меру устойчивости экосистемы нередко принимают ее разнообразие. Это обусловлено высокой степенью корреляции между разнообразием и стабильностью (устойчивостью) экосистемы, что подтверждается и экспериментально (см., например, [85] ). Разнообразие часто определяется числом видов на единицу площади или объема. Этот термин фактически включает два понятия [53]: 1) богатство числа видов (или других групп) и 2) равномерность распределения или относительной распространенности особей внутри каждого вида (или группы). Известны неоднократные попытки подбора индекса разнообразия — единого числа, характеризующего многокомпонентную величину (как количество элементов в системе, так и их распределение по различным группам).[ …]
Бедные видами экосистемы, такие как полярная тундра или песчаная пустыня, оказываются гораздо более уязвимыми Хотя отдельные виды или группы родственных видов могут быть представлены огромным числом особей, резкое изменение численности даже нескольких видов может иметь для экосистемы драматические последствия. Так, превышение пастбищной нагрузки на полупустынных территориях, где легкие песчаные почвы удерживаются корневой системой немногочисленных видов растений-ксерофитов (засухоустойчивых) ведет к быстрому превращению относительно устойчивой экосистемы полупустыни в песчаную пустыню. Этот процесс, называемый опустыниванием, ежегодно во всем мире приводит к потерям тысяч гектаров пригодных для скотоводства и некоторых форм растениеводства земель в зоне недостаточного увлажнения.[ …]
Для повышения устойчивости экосистемы нуждаются в случайных стрессовых воздействиях типа бурь, пожаров и т. п. Но хронические стрессы малой интенсивности, характерные Для антропогенного воздействия на природу, не дают наглядных реакций, поэтому их последствия оценить очень трудно, но они могут оказаться роковыми.[ …]
По мере развития экосистемы первопоселенцы постепенно сменяются новыми видами, более приспособленными к борьбе за существование. Например, под кронами лиственных деревьев вырастают медленно растущие и теневыносливые хвойные. Когда они становятся выше лиственных, то, закрывая им доступ к свету, вытесняют эти светолюбивые растения. Такая смена одних видов другими называется экологической сукцессией. Смена растительности сопровождается и сменой входящих в экосистему видов животных: сначала первичных потребителей, питающихся определенными видами растений, а затем потребителей последующих уровней в цепи питания. По мере развития экосистемы число составляющих ее видов возрастает, а связи между ними становятся все более сложными и разветвленными. Это приводит к все более полному использованию ресурсов среды, к увеличению устойчивости экосистемы. В конце концов, возникает устойчивая зрелая экосистема, находящаяся в равновесии со средой и способная сохраняться в течение длительного времени в относительно неизменном виде. Обычно в природе процесс сукцессии длится тысячи лет, но в отдельных случаях, например, после пожаров или при зарастании водоемов, можно наблюдать смену экосистем на глазах одного поколения людей. Несмотря на относительную устойчивость зрелых экосистем, они тоже могут заменяться другими. Это происходит, например, при резком изменении климата, а в последнее время — особенно под влиянием деятельности человека (вырубка лесов, осушение болот, распашка земель, строительство городов и поселков и т.д.).[ …]
ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ — см. Устойчивость экосистемы.[ …]
Очевидно, что более устойчивая экосистема может выдерживать и более высокий уровень антропогенной нагрузки без существенного снижения ее качества и, наоборот, потеря устойчивости вызывает необходимость сокращения хозяйственной деятельности, проведение специальных мероприятий по восстановлению утраченных экосистемой свойств, что влечет экономические потери и дополнительные затраты.[ …]
Экологическая политика экосистемы. Концептуальной основой экологической политики любой экосистемы является тезис об устойчивом развитии общества и среды его обитания. Устойчивое состояние экосистемы характеризуется ее экологической безопасностью. Напомним, что устойчивое состояние экосистемы не следует понимать как статическое равновесие по совокупности параметров состояния системы. Следует иметь в виду динамическую устойчивость экосистемы, когда параметры состояния среды обитания могут в различных вариациях изменяться внутри своих допустимых диапазонов, а уровень устойчивого состояния системы также может изменяться в пределах допустимого диапазона.[ …]
Экологи различают два типа устойчивости экосистемы. Резистентная устойчивость — это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменной свото структуру и функцию. Упругая устойчивость — способность системы восстанавливаться после того, как се структура и функции были нарушены. Как правило, экосистемы, характеризующиеся высокой резистентной устойчивостью. обладают плохой упругой устойчивостью (например, почва) и, наоборот, экосистемы с плохой резистентной устойчивостью показывают высокую упругую устойчивость (например, лес).[ …]
Конструирование биогеоценозов подобного рода имеет важное эколого-экономическое значение. Агростепь превратила деградированные бесплодные бросовые земли в высокопродуктивные пастбища во многих хозяйствах Ставрополья, Калмыкии, Краснодарского края.[ …]
Экооиотемы обладают определенной устойчивостью против внешнего воздействия, направленного на наущение ее природного равновесия. Под понятием устойчивость экосистемы подразумевается ее способность противостоять нарушению естественного равновесия и нейтрализовать поступающие загрязнения (а другие стрессор ), т.в. ее способность восстанавливать СЕое природное состояние.[ …]
Для создания высокопродуктивной и устойчивой экосистемы необходимо поддерживать максимально возможное многообразие биогеоценозов, создавая оптимальный ландшафт. Агроценозы должны быть разнообразны и содержать такие компоненты, как лесные полосы, перелески, живые изгороди. Все неудобные земли рекомендуют использовать под зеленые насаждения, парки. Среди высокопродуктивных агроценозов следует сохранять как можно больше природных участков различного масштаба с нетронутыми естественными биогеоценозами с их богатым биологическим разнообразием, где с максимальной полнотой осуществляется биотический круговорот веществ и охраняется ценный генофонд.[ …]
Значения ПДЭН опираются на понятие устойчивости экосистемы, или критичности состояния экосистемы, или отдельных ее звеньев и уровней, если резерв прочности отсутствует.[ …]
В некоторых случаях при определении устойчивости экосистемы рассматривается лишь мера изменения требуемых свойств при воздействии на нее (здесь понятие «устойчивость» практически эквивалентно понятию «стабильность»). Стабильность же — это тенденция системы оставаться приблизительно в условиях равновесия или возвращаться в эти условия после возмущения [53]. Эта концепция подразумевает постоянство (отсутствие изменений), персистентность (связанную с выживанием), инерционность (способность сопротивляться внешним возмущениям), эластичность, гибкость (связанную со скоростью возвращения системы в состояние до возмущения), амплитуду (характеризующую возмущение, из которого возможно восстановление).[ …]
Климаксные сообщества характеризуются устойчивым динамическим равновесием между биотическими потенциалами входящих в сообщество популяций и сопротивлением среды. Постоянство важнейших экологических параметров обозначают как гомеостаз экосистемы. Устойчивость экосистемы тем больше, чем больше она по размеру и чем богаче и разнообразнее ее видовой и популяционный состав.[ …]
Большое разнообразие связей увеличивает устойчивость экосистемы; однако высокая устойчивость нередко коррелируется со «слабостью связей» (отсюда важен учет интенсивности связей).[ …]
Совокупности популяций различных видов в экосистемах создают устойчивые биогеохимические циклы, благодаря которым поддерживается постоянство современных сред жизни — почвенной, наземной и водной. Экосистемы способны к саморегуляции, восстановлению равновесия численности популяций многих видов, взаимодействующих между собой в биоценозах. Особое значение для гомеостаза экосистем имеют трофические отношения между видами. В природе закономерно сочетаются численности видов, представляющих основные экологические группы организмов: продуцентов (растений), консументов (животных) и редуцентов (бактерий и грибов). Чем более разнообразными видами представлена каждая группа, тем устойчивее экосистема в целом, благодаря взаимозаменяемости видов. В биогеоценозах многообразие биологических видов поддерживает устойчивые круговороты биогенов, химических элементов, входящих в состав живых организмов (кислорода, углерода, водорода, азота, фосфора, кальция, серы и др.), благодаря которым осуществляется усвоение и трансформация солнечной энергии в биосфере, получение ресурсов и переработка отходов.[ …]
И те и другие, на наш взгляд, забывают о том, что экосистемы могут рассматриваться с термодинамической точки зрения. Как известно, количественной мерой движения и взаимодействия видов материи, присущих экосистемам, является энергия. А раз это так, то меру неупорядоченности и устойчивости экосистемы можно характеризовать величиной энтропии.[ …]
Стабильность и развитие экосистем. В природных экосистемах происходят постоянные изменения состояния популяций организмов. Они вызываются разными причинами. Кратковременные — погодными условиями и биотическими воздействиями; сезонные (особенно в умеренных и высоких широтах) — большим годовым ходом температуры; от года к году — различными случайными сочетаниями абиотических и биотических факторов. Однако все эти колебания, как правило, более или менее регулярны и не выходят за границы устойчивости экосистемы — ее обычного размера, видового состава, биомассы, продуктивности, соответствующих географическим и климатическим условиям местности. Такое состояние экосистемы называется климаксным.[ …]
В табл.4 представлены характеристики разных структур экосистемы, меняющихся в ходе сукцессии. В данной концепции вообще не рассматривается динамика видового состава сообщества.[ …]
Описанная смена сообществ происходит в течение 60—80 лет. Устойчивость подобных сообществ определяется рядом причин: во-первых, сложением сообщества растениями с сильными средоооразующими свойствами, которые ограничивают возможность вселения в него новых видов. При этом условия возобновления тех видов, из которых состоит сообщество, достаточны. Во-вторых, в устойчивых экосистемах имеется хорошо сбалансированный многообразный набор видов животных. Взаимодействия популяций в таких сообществах многообразны, хорошо приспособлены к совместной жизни. Возможности вселения новых видов практически отсутствуют. Все эти свойства стабильного сообщества обеспечивают ему долгое существование.[ …]
В настоящее время значительное внимание уделяется проблеме устойчивости развития био- и техносферы, охраны окружающей среды, и в частности, вопросам защиты природной среды от тепловых загрязнений, возникающих при работе энергетических комплексов. Рассмотрим данную проблему с позиций второго начала термодинамики [1 — 4]. Роль фундаментального понятия энтропии проявляется не только в техногенной деятельности, но и гораздо шире, включая вопросы устойчивости экосистемы человека. Правильно руководствуясь объективно действующими в природе законами сохранения и превращения энергии и возрастания энтропии можно с успехом решать экологические проблемы.[ …]
Для прогноза измерения качества вод и самоочищаю-щей способности экосистемы озера были разработаны модели его пелагиали. С их помощью исследована внутригодовая и межгодовая динамика основных компонентов экосистемы, их энергетический баланс, видовой состав, динамика. Устойчивость экосистемы озера обеспечивается наличием в нем биокосной составляющей — детрита. Наибольшее отклонение от положения равновесия вызывается факторами, воздействующими на фитопланктон. Показано, что весенний максимум биомассы водорослей существенно зависит от доступности минерального питания, а осенний — от термических условий до начала и в период максимума. Речной сток влияет на динамику планктона лишь в районах впадения рек [5, 21].[ …]
В работе [8] обсуждаются вопросы стабильности переменных. Для оценки устойчивости экосистемы вводится универсальная функция, названная мерой гомеостаза, равная отношению функциональных показателей экосистемы к структурным.[ …]
Чтобы в столь принципиально меняющихся условиях могли существовать устойчивые экосистемы, способные обеспечить комплекс потребностей человека, необходимо активное вмешательство в природные процессы, основанное на глубоком знании и использовании основных экологических законов и механизмов, поддерживающих гомеостаз экосистем разного уровня. Второй аспект экологических проблем современности как раз и включает постановку фундаментальных исследований в области общей экологии. Это проблема ближайшего будущего, залог гармонического развития человеческого общества и его природной среды. О ее важности говорят, например тог факт, что в бюджете США на 1990 г. финансирование исследований экологического направления определялось суммой 190,5 млн.долл., в том числе 39,5 млн.долл. на проблему «Экологические системы и их динамика».[ …]
| 3.6 |  |
Главнейшая экологическая функция животных — участие в биотическом круговороте веществ и энергии. Устойчивость экосистемы обеспечивается в первую очередь животными как наиболее мобильным элементом. Хотя биомасса животных на три порядка меньше биомассы растений (соответственно: 2 млрд т и 1841 млрд т), зато количество видов животных на Земле (около 1,5 млн видов) в 3 раза превышает число видов растений.[ …]
На лесолуговой и луговой стадии дигрессии, наоборот, наблюдается общее ухудшение состояния фитоценоза с потерей устойчивости. Лесные фитоценозы в известной мере могут адаптироваться к антропогенному воздействию с помощью повышения функциональной роли растений нижнего яруса: с нарушением древесного яруса возрастает доля зеленой массы подроста, подлеска, травостоя, что в целом повышает устойчивость экосистемы [Коломыц и др., 2000].[ …]
Экологически допустимая нагрузка — хозяйственная деятельность человека, в результате которой не превышается порог устойчивости экосистемы (предельной хозяйственной емкости экосистемы). Превышение этого порога ведет к нарушению устойчивости и разрушению экосистемы. Это не означает, что на любой данной территории этот порог не может превышаться. Только когда сумма всех экологически допустимых нагрузок на Земле превысит предел «хозяйственной емкости» биосферы, наступит опасная ситуация (экологический кризис), которая приведет к деградации всей биосферы, изменению окружающей среды с тяжелыми последствиями для здоровья человека и устойчивости его хозяйства.[ …]
Принимая во внимание, что экологические риски сложны по структуре и управлению, что они носят и природный, стихийный, и антропогенный характер, вариант обеспечения устойчивости экосистемы с помощью экономических компенсирующих механизмов представляется наиболее критическим для практических действий экологического менеджмента экосистемы. Таким образом, экосистему можно представить как сложную динамическую модель, отражающую цели и задачи экономической системы, в которой основные процессы осуществляются в интересах обеспечения устойчивости данной экосистемы. Полагаем, что экономические процессы связаны с текущими затратами и ростом запасов, на основании которых экологический менеджмент решает задачу обеспечения устойчивости экосистемы. В научно-технической и экономической литературе рассматривают в качестве основных экономические динамические модели сбалансированного, эффективного и оптимального роста, устойчивости [2].[ …]
Гонконг характеризуется богатой и разнообразной субтропической экологией с богатством видов фауны и флоры. Сохранение видов и земных и морских сред обитания защищает разнообразие дикой природы и устойчивость экосистемы и повышает качество нашей живой окружающей среды.[ …]
У биологических систем возвращение в исходное состояние может происходить как за счет внутренних возможностей, так и за счет ресурсов других экосистем, что имеет принципиальное значение при оценке устойчивости системы. В последнем случае устойчивость биоценоза оказывается в жесткой зависимости от устойчивости экосистемы высшего ранга, в конечном счете — от состояния биосферы (Н.М. Марфенин, 1990).[ …]
Это вполне своевременные практические задачи для решения экологических проблем устойчивого развития современного общества и среды обитания. Решения этих проблем позволят определить механизмы регулирования не только техногенных, но и глобальных природных явлений: климата, тектонических явлений и вулканической деятельности, магнитной и радиационной безопасности Земли, движения океанических масс и сопутствующих разрушительных явлений, движения материков, развития континентальной флоры и фауны, водных биоресурсов, перераспределения жизненного пространства и миграции народов Земли.[ …]
Дальнейшее развитие этого направления показало необходимость выявления изменчивости процесса первичного продуцирования не только в сезонном или иных аспектах, но и в целом как источника эволюции экологических процессов. Важность такого подхода очевидна, поскольку изменчивость экосистемы и слагающих их объектов с присущими им функциональными особенностями приводит к возникновению нового уровня адаптации и является регулятором устойчивости экосистемы.[ …]
Как подчеркивалось выше в обобщающем определении, с концепцией разнообразия связан ряд важных экологических принципов. Мар-галеф (1968) выражает это таким образом: «Эколог видит в любой мере разнообразия выражение возможности построить систему с обратной’ связью». Соответственно сообщества со стабильными условиями обитания, например дождевой тропический лес, характеризуются большим разнообразием видов, чем сообщества, подвергающиеся сезонным или периодическим воздействиям со стороны человека или естественных факторов. Однако до сих пор не-установлено, в какой степени увеличение разнообразия сообщества в данном местообитании может само по себе повысить устойчивость экосистемы к колебаниям внешних физических условий. Значение разнообразия для развития и эволюции экосистем рассматривается более подробно в гл. 9. Здесь мы ограничимся замечанием, что видовое разнообразие обычно выше в сравнительно старых сообществах и ниже во вновь-возникших. Хотя продуктивность или общий лоток энергии влияют на видовое разнообразие, эти две величины не связаны простой линейной-зависимостью. Высокопродуктивные сообщества могут характеризоваться как очень высокими показателями видового разнообразия (например, коралловый риф), так и весьма низкими показателями (например, эстуарии в умеренном поясе). Как уже упоминалось, стабильность, видимо, более непосредственно связана с разнообразием, чем продуктивность.[ …]
ru-ecology.info