Контрольная работа по "Биологии"

Закон внутреннего динамического равновесия – одно из узловых положений в природопользовании. Пока изменения среды слабы и произведены на относительно небольшой площади, они или ограничиваются конкретным местом, или «гаснут» в цепи иерархии экосистем. Но как только перемены достигают существенных значений для крупных экосистем, например, происходят в масштабах больших речных бассейнов, они приводят к существенным сдвигам в этих обширных природных образованиях, а через них, в соответствии со следствием, и во всей биосфере Земли.

Живое вещество находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром и является основным организующим элементом в поддержании круговорота веществ, обеспечении Динамического равновесия экологических систем.

Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения — воду, углекислый газ и др.

Так осуществляется круговорот органического вещества в биосфере при участии всех населяющих ее организмов, получивший название малого круговорота веществ, в отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы.

Большой круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и состоит в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ, в том числе радиоактивных.

Малый (биологический, биотический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, т.е. образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Растения (продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные  поглощают соединения этих элементов в виде пищи растительного происхождения. Хищники питаются растительноядными животными, потребляя пищу более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т.д. Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми, грибами, бактериями, превращаясь в минеральные и простейшие органические соединения, которые поступают в почву и вновь потребляются растениями. Так зарождается новый виток биологического круговорота.

Различают большие и малые витки круговорота. Малый имеет разную продолжительность витков: бывают сезонные, годовые, многолетние и вековые малые круговороты.

4.                  Классификация фитоценозов в зависимости от состава сообществ. Агрофитоценозы. Физиологические, механические, и биологические связи в биоценозах.

                            Растительный покров разнообразен, и поэтому, чтобы правильно учитывать и использовать растительные ресурсы, необходимо все это многообразие привести в определенную систему, т.е. классифицировать. При классификации фитоценозов учитывают, прежде всего, признаки самой растительности и отчасти экологические особен­ности местообитания. Основная единица классификации растительного покрова — ассоциация. В 1910 г. на Брюссельском ботаническом конгрессе было принято следующее определение ассоциации: «Ассоциация есть растительное сообщество определенного флористического состава с особыми условиями существования, особой физиономией», т. е. ассоциация — это тип фитоценоза.
              Фитоценоз — общее понятие, оно при­менимо как для простой группировки растений (заросли под­бела на песчаных отмелях рек), так и для сложных сообществ (лес, луг, болото и т. п.).

              Применяются следующие единицы классификации раститель­ных сообществ: ассоциация, группа ассоциаций, формация, группа формаций, класс формаций, тип растительности. Основной эле­ментарной единицей является ассоциация.

              Ассоциация — это наиболее мелкое объединение физиономически хорошо выраженных растительных сообществ опреде­ленного флористического состава и структуры, развивающихся в одинаковых условиях существования. В природе обычно встречаются участки ассоциаций различной величины, разобщенные территориально. Например, в различных областях центра европейской части бывшего Советского Союза есть участки еловых лесов с напочвенным покровом из зеленых мхов и ярусом черники. Все эти конкретные участки можно отнести к одной ассоциации: ельник чернично-зеленомоховой. Название данной ассоциации можно записать и иначе: ель — черника — зеленые мхи.

              На лугах также выделяют различные физиономически и флористически однородные участки растительности, которые объединяют в ассоциацию. Например, участки с обилием луговика дернистого (щучки) при участии разнотравья относят к разнотравнощучковой ассоциации и т. д. Таким образом, растительная ассоциа­ция — это совокупность фитоценозов, в которых доминируют одни и те же растения. Если в фитоценозах несколько ярусов, то должны быть одни и те же доминанты в соответствующих ярусах, например, ель в древостое, черника в травяно-кустарничковом покрове, зеленые мхи в моховом. Все участки ассоциации характери­зуются одинаковой ярусной структурой и сходными экологически­ми условиями.
Ассоциации объединяют в группы ассоциаций. К од­ной группе ассоциаций относят все ассоциации, которые разли­чаются по составу какого-либо подчиненного яруса при тождестве основных особенностей остальных ярусов, в том числе господ­ствующего, т. е. яруса, образованного эдификатором. Например, ельники чернично-зеленомоховые, ельники кислично-зеленомоховые, ельники бруснично-зеленомоховые объединяются в группу ассоциаций ельники зеленомоховые, или ельники - зеленомошники.
              Группы ассоциаций объединяются в формации. К одной формации относятся все группы ассоциаций, имеющие общий доминант господствующего яруса. Так, различают формации ели сибирской, ели европейской, сосны обыкновенной, березы повислой и т. д. Формации, эдификаторы которых относятся к одной жизненной форме, образуют группы формаций. Например, группа формаций темнохвойных лесов, светлохвойных лесов и т. п.

              Группы формаций объединяются в классы формаций, эдификаторы которых принадлежат к близким, жизненным формам, например, игольчато-хвойные леса, объединяющие еловые, сосновые, пихтовые, лиственничные леса; мелколиственные леса (березовые и осиновые); широколиственные леса (дубовые, буковые, грабовые и др. вместе). Классы формаций объединяют в тип растительности. Тип растительности включает в себя классы фор­маций, характеризующиеся одинаковым обликом. Число типов растительности зависит от принципов их выделения разными авторами. Так, у Е. Варминга (1895) их было четыре, у А. П. Иль­инского (1937) — 16. По Ильинскому, типами растительности являются лес, луг, тундра, злаковник, пустыня и т. п. Классификация растительного покрова позволяет получить наиболее полную картину разнообразия растительных сообществ различных природных зон и регионов. На основании классификации растительных сообществ проводят геоботаническое картографирование различных растительных территорий.

              Агрофитоценозы (от агро., греч. phýton - растение и koinós- общий), агроценозы, сообщества растений, искусственно создаваемые человеком.               Различают агрофитоценозы:

              окультуренные - естественные сообщества, видоизменённые интенсивным использованием (планомерно эксплуатируемые леса и луга);

              полукультурные - искусственные сообщества, развитие, которых планомерно не регулируется (лесные насаждения, сеяные многолетние луга);

              культурные - искусственные сообщества, развитие которых постоянно регулируется человеком (сады, плантации, посевы);

              интенсивно культурные - сообщества, для которых создаётся и постоянно регулируется не только почвенная, но иногда водная и воздушная среда (тепличные культуры, аэропоника, гидропоника).

              совокупность культурных и сорных растений в пределах однородного участка агроэкосистемы (обычно одного поля), используемого в едином хозяйственном режиме (севооборот, система удобрений и защиты растений).               Агрофитоценоз объединяет все фазы севооборота или многолетнюю монокультуру, его состав довольно постоянен. При смене культурных растений в ходе севооборота в почве сохраняется постоянным банк диаспор растений — семян и вегетативных зачатков (корневищ) сорных растений. Возможны агрофитоциноз многолетних трав. Структура агрофитоциноза изменяется в течение вегетационного сезона — от высева культурного растения до выпадения снега. Происходят не только изменения, связанные с развитием культурных растений (увеличивается их высота, количество побегов, общая биомасса, изменяется ее распределение между вегетативными и генеративными органами), но и сезонная динамика состава и состояния сорных растений, которые в разное время зацветают, дают плоды. Структура агрофитоциноза изменяется также и от года к году вследствие колебаний климата и в зависимости от фазы севооборота. Во влажный и холодный год рост культурного растения может задержаться и массово развиваются сорняки. Изменения в структуре агрофитоциноза происходят и в результате применения гербицидов.

Любой организм живет среди множества других живых существ. Вступая с ними в самые разнообразные отношения, он, в конечном итоге, не способен существовать без этого окружения, где связи с другими организмами обеспечивают ему нормальные условия жизнедеятельности.

Живые организмы сочетаются не произвольно, а образуют определенные сообщества, в которые входят приспособленные к совместному обитанию различные виды.

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (от греч. bios - жизнь, koinós - общий).

Сбалансированные животно-растительные сообщества (биоценозы) являются высшей формой существования организмов.

При изучении биоценоза последний условно расчленяют на отдельные компоненты: фитоценоз — растительность, зооценоз — животный мир, микробиоценоз — микроорганизмы. Всех их следует рассматривать как биологические единства разных типов и уровней.

Пространство с более или менее однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа (topos — место). Поскольку биотоп есть место обитания или место существования биоценоза, последний является исторически сложившимся комплексом организмов, характерным для какого-то конкретного биотопа. Биоценоз невозможно оторвать от биотопа, они вместе образуют биологическую макросистему еще более высокого ранга — биогеоценоз.

Биогеоценозу присущи специфика взаимодействий слагающих его компонентов, их особая структура и определенный тип обмена веществ и энергии между собой и с другими субъектами природной среды. Отличаясь размерами, биогеоценозы характеризуются и большой сложностью. Это и небольшой водоем, и пруд, но это и лес, озеро, луг и т. д.

Живые компоненты любого биогеоценоза можно разделить на три части: 1) продуценты — производители первичной продукции (зеленые растения); 2) консументы — первичные (растительноядные) животные, вторичные — (плотоядные) животные; 3) редуценты (иначе, разрушители, деструкторы) — обычно грибы и микроорганизмы, разлагающие органические соединения отмерших организмов, которые вновь используются продуцентами для построения своего тела. Между этими основными звеньями биогеоценоза возникают связи самых различных порядков.

Прямые и косвенные межвидовые отношения можно разделить на четыре типа: трофические, топические, форические и фабрические.

Трофические связи возникают в том случае, когда один вид питается другим (живым организмом, его остатками, либо продуктами жизнедеятельности). При этом возможны прямая трофическая связь (пчела собирает нектар растений) и косвенная. Последняя, например, имеет место в случае конкуренции двух видов из-за объекта питания, тогда деятельность одного, так или иначе, отражается на количестве и качестве питания другого.

Топические связи отражают любое (физическое или химическое) изменение условий обитания одного вида вследствие жизнедеятельности другого. При этом особенно большая роль в создании или изменении среды для других организмов принадлежит растениям. Трофические и топические связи, имея наибольшее значение в биоценозе, способствуют удержанию друг возле друга организмов разных видов, объединяя их в достаточно стабильные сообщества разных масштабов и состава.

Когда один вид участвует в распространении другого, возникают форические связи. В роли переносчиков выступают в основном животные. Транспортирование животными более мелких особей называется форезией (акула - рыба-прилипала), а перенос ими семян, спор, пыльцы растений — зоохорией.

Фабрические связи осуществляет вид, использующий для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения, либо мертвые остатки, либо даже живых особей другого вида. Типичный пример - птицы, употребляющие для постройки своих гнезд ветки деревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц и т. п.

Весьма сложные биотические связи возникают у общественных насекомых. Так, муравьи-амазонки совершают набеги на чужие муравейники, захватывают там личинок и куколок и выводят из них в своем муравейнике взрослых муравьев — будущих «рабов». Последние выполняют всю работу по уходу за яйцами, потом личинками, куколками, а также по уборке и достройке жилища муравьев — «рабовладельцев».

Влияние, которое оказывают друг на друга два разных вида, живущих вместе, может быть нейтральным, благоприятным или неблагоприятным. При этом возможны разные типы комбинаций.

Нейтрализм: оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.

Конкуренция (межвидовая): особи или популяции в борьбе за пищу, местообитание и другие, необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно. В условиях ограниченных пищевых ресурсов два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида сосуществовать не могут и рано или поздно один конкурент вытесняет другого («Закон конкурентного исключения» Г. Ф. Гаузе).

Конкурентные отношения являются важнейшим механизмом формирования видового состава сообщества, пространственного распределения видов и регуляции их численности. Именно поэтому они играют огромную роль в эволюционном развитии видов.

Мутуализм (симбиоз): каждый из видов может жить, расти и размножаться только в присутствии другого. Симбионтами могут быть только растения, или растения и животные, или только животные. Характерным примером пищеобусловленных симбионтов являются клубеньковые бактерии и бобовые, микориза некоторых грибов и корни деревьев, лишайники и термиты.