Элементы экологических систем и их характеристики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Факультет вечернего  и заочного обучения

Кафедра: «Экономики и  управления на предприятии машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Экология»

 

Вариант: 2

 

Выполнил: студент группы ЭК-104___________________ С.А.Закаблукова

Руководитель:  ____________________________________доц. В.А.Бесько

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воронеж

2012

Замечания руководителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Вид. Категории вида…………………………………………………..4

2. Популяция как форма существования вида………………………….7

3. Сообщество (биоценоз)…………………………………………….....10

4. Экосистема (биогеоценоз)…………………………………………….13

Список литературы…………………………………………………….....17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольное задание № 2. Элементы экологических систем и их характеристики

1 Вид. Категории  вида.

Как и всякая отрасль  науки, экология имеет свои законы, которые характеризуют взаимоотношение, различных элементов экосистемы и, в конечном итоге, все процессы в биосфере.

Любой вид, любая популяция и даже отдельная особь живут не изолированно от среды своего обитания, а напротив, испытывают многочисленные взаимные влияния. Живые организмы влияют друг на друга, на среду своего обитания, а также испытывают действие внешних факторов - как в эволюционном, так и в индивидуальном плане.

Поэтому нет ничего удивительного  в том, что сообщества взаимодействующих  живых организмов представляют собой  не случайный набор видов, а вполне определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов. Такие системы принято называть биотическими сообществами, или биоценозами (что в переводе с латыни и означает "биологическое сообщество"), а системы, включающие живых организмов и среду их обитания, - экосистемами. Есть еще термин "биогеоценоз", также означающий систему биологического сообщества и среды его обитания.

Каждый вид в биотическом  сообществе играет определенную экологическую роль. Ученые к настоящему времени не описали и десятой части всех населяющих планету видов, особенно плохо изучены насекомые и микроорганизмы. В то же время предполагают, что микроорганизмы могут играть ведущую роль в поддержании устойчивости всей биосферы. В связи с малой изученностью того, какова роль каждого отдельного вида, нельзя наверняка утверждать, что вымирание одного-единственного вида не будет иметь серьезных последствий для устойчивости экосистемы или всей биосферы.

Вид - это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, биохимических и физиологических функций, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, обладающих определенным типом взаимоотношений с абиотической (косной) и биотической средой и занимающих в природе определенную область - ареал.

Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные  для вида признаки и свойства называют критериями. Как видно из определения, среди критериев различают: морфологический, физиологический, цитогенетический, экологический и географический.

Экологический критерий или экологическая характеристика вида - это совокупность факторов внешней  среды, в которой существует вид. Среда обитания определяется совокупностью факторов и элементов, воздействующих на вид в месте обитания. В соответствии с известными классификациями экологические факторы делят на биотические и абиотические. С учетом воздействия человека на среду обитания выделяют также группу антропогенных экологических факторов. По мере роста населения и технической вооруженности человечества удельный вес антропогенных экологических факторов постоянно растет.

Благодаря многообразию экологических факторов наблюдается  закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности экологических факторов проявляются в исчезновении некоторых видов с определенных территорий, изменении плотности популяций, показателей рождаемости, смертности. Под влиянием экологических факторов в эволюции сложились такие адаптивные модификации, как зимняя спячка или летняя спячка, диапауза.

Любая особь, популяция, сообщество испытывают одновременное  воздействие многих факторов, но лишь некоторые из них являются жизненно важными. Такие факторы называются лимитирующими. Отсутствие этих факторов или их концентрации выше или ниже критических уровней делает невозможным освоение среды особями определенного вида.

Способность вида осваивать  разные среды обитания выражается величиной  экологической валентности.

Виды, способные пережить лишь небольшие колебания факторов окружающей среды, называются экологически узко приспособленными или стенотопными.

Виды, переживающие значительные отклонения факторов среды от оптимальных  величин, называются широко приспособленными или эвритопными.

В качестве регулирующих сил вступают межвидовые и внутривидовые отношения организмов. Разные типы этих отношений определяют быстроту ответных реакций на изменения численности популяций.

Динамика численности  популяций в естественной обстановке - это автоматически регулируемый процесс, механизмы стабилизации которого отработаны длительной историей совместного развития видов.

В сообществах, искусственно создаваемых человеком или упрощенных в результате антропогенных воздействий, регуляторные связи ослаблены, и  поэтому в них возможны как катастрофические для биоценоза размножения отдельных видов - вредителей сельскохозяйственных растений и лесных насаждений, грызунов, паразитов, возбудителей болезней, так и уменьшение численности и распространенности других.

Таким образом, как масштабы, так и ход колебания численности любого вида в природных сообществах исторически обусловлены естественным отбором в зависимости от особенностей биологии, характера внутривидовых связей и межвидовых отношений, к которым приспособлен вид в определенных условиях среды.

Для каждого биологического вида существует оптимум экологических  факторов, который характеризуется  наибольшей степенью благоприятности  для существования вида.

2. Популяция  как форма существования вида.

Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от других популяций той или иной формой изоляции. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе.

Популяция является элементарной эволюционной структурой. Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом.

Основными характеристиками популяции являются: плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и темп роста.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу  площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, колеблется и зависит от степени подвижности особей. Каждому виду присуща определенная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.

Численность — это общее число  особей на выделяемой территории. Численность  или число особей в популяции  различно у разных видов и в  значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации. Численность  не может быть ниже определенных пределов, сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями.

Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие использовать даже ограниченные ресурсы среды для оставления потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Ограничение возможных  колебаний численности популяций  имеет большое значение не только для их собственного процветания, но и для устойчивого существования сообществ. Успешное сожительство организмов разных видов возможно только при их определенных количественных соотношениях. Естественным отбором закреплены, поэтому самые разнообразные заслоны на пути катастрофического увеличения численности популяций, регуляторные механизмы имеют множественный характер.

Поддержание численности, оптимальной в данных условиях, называется гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций различны и осуществляются они через взаимоотношения особей между собой и с окружающей средой.

Рождаемость — это число новых  особей, появившихся в результате размножения в единицу времени. Рождаемость определяется многими  факторами, например, биологическим положением вида. Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок. В огромной степени рождаемость в природе определяется обеспеченностью пищей, возможностью выкормить потомство и влиянием природных условий.

Смертность — показатель, отражающий количество погибших в популяции  особей за определенный отрезок времени. Она бывает очень высокой и  изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда 
бывает выше, чем у взрослых особей. Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вызвана влиянием абиотических факторов среды (низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная или недостаточная влажность), биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания), антропогенными факторами (загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, деревьев).

Прирост популяции — это разница между рождаемостью и смертностью, прирост популяции может быть как положительным, так и отрицательным.

Темп роста популяции — это  средний прирост популяции за единицу времени.

Возрастной состав — имеет важное значение для ее существования. При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав. В быстро растущих популяциях преобладают молодые особи, а в сокращающихся — старые, уже не способные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп  по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуры популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяции имеет, таким образом, приспособительный характер. Разные популяции одного вида имеют как сходные особенности, так и отличительные, характеризующие специфику экологических условий в местах их обитания.

В целом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, на определенных территориях формируются приспособительные черты групповой адаптации популяции как надиндивидуальной системы.

3. Сообщество (биоценоз).

Сообщество (биоценоз) - совокупность видов животных и растений, длительное время сосуществующих в определенном пространстве и образующих экологическое единство. Как и популяция, сообщество имеет собственные свойства и характеризуется собственными показателями, присущими только ему.

Свойствами сообщества являются устойчивость (то есть способность противостоять  внешним воздействиям), продуктивность (способность производить живое вещество).

Показателями сообщества являются характеристики его состава (видовое  разнообразие, структура пищевой  сети), а также соотношение отдельных  групп организмов.

Одна из главных задач экологии выяснить взаимосвязи между свойствами и составом сообщества, которые проявляются независимо от того, какие виды в него входят.

В сообществах, искусственно создаваемых человеком или упрощенных в результате антропогенных воздействий, регуляторные связи ослаблены, и поэтому в них возможны как катастрофические для биоценоза размножения отдельных видов - вредителей сельскохозяйственных растений и лесных насаждений, грызунов, паразитов, возбудителей болезней, так и уменьшение численности и распространенности других.