1. Определение, предмет и задачи экологии
 Скачать 1.19 Mb.
|
53%) производимой деловой древесины в мире.37. Экологические пирамиды. Различают три типа экологических пирамид. Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. В экологии пирамида численностей используется редко, так как из-за большого количества особей на каждом трофическом уровне очень трудно отобразить структуру биоценоза в одном масштабе. Чтобы уяснить, что такое пирамида чисел, приведем пример. Предположим, что в основании пирамиды 1000 т травы, массу которой составляют сотни миллионов отдельных травинок. Этой растительностью смогут прокормиться 27 млн кузнечиков, которых, в свою очередь, могут употребить в пищу около 90 тыс. лягушек. Сами лягушки могут служить едой 300 форелям в пруду. А это количество рыбы может съесть за год один человек! Таким образом, в основании пирамиды несколько сотен миллионов травинок, а на ее вершине — один человек. Такова наглядная потеря вещества и энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Иногда случаются исключения из правила пирамид, и тогда мы имеем дело сперевернутой пирамидой чисел. Это можно наблюдать в лесу, где на одном дереве живут насекомые, которыми питаются насекомоядные птицы. Таким образом, численность продуцентов меньше, нежели консументов. Пирамида биомасс - соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе (общем сухом весе, энергосодержании или другой мере общего живого вещества). Обычно в наземных биоценозах общий вес продуцентов больше, чем консументов. В свою очередь, общий вес консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка, и т.д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике, как правило, получается ступенчатая пирамида с сужающейся верхушкой. Американский эколог Р. Риклефс объяснял структуру пирамиды биомасс так: «В большинстве наземных сообществ пирамида биомасс сходна с пирамидой продуктивности. Если собрать все организмы, обитающие на каком-нибудь лугу, то вес растений окажется гораздо больше веса всех прямокрылых и копытных, питающихся этими растениями. Вес этих растительноядных животных в свою очередь будет больше веса птиц и кошачьих, составляющих уровень первичных плотоядных, а эти последние также будут превышать по весу питающихся ими хищников, если таковые имеются. Один лев весит довольно много, но львы встречаются столь редко, что вес их, выраженный в граммах на 1 м2, окажется ничтожным». Как и в случае с пирамидами чисел, можно получить так называемую обращенную (перевернутую) пирамиду биомасс, когда биомасса продуцентов оказывается меньше, чем консументов, а иногда и редуцентов, и в основании пирамиды находятся не растения, а животные. Это касается в основном водных экосистем. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, чем у зоопланктона и конечного потребителя-консумента (киты, крупные рыбы, моллюски). Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. На структуру биоценоза в большей степени оказывает влияние не количество фиксированной энергии, а скорость продуцирования пищи. Все экологические пирамиды строятся по одному правилу, а именно: в основании любой пирамиды находятся зеленые растения, а при построении пирамид учитывается закономерное уменьшение от ее основания к вершине численности особей (пирамида чисел), их биомассы (пирамида биомасс) и проходящей через пищевые цени энергии (пирамида энергии). 38. Основные биомы земли. Фаеторы, определяющие зональность биомов. Сложные взаимодействия между климатом, субстратом и живыми организмами приводят к образованию специфических региональных сообществ – биомов. Биомы – крупные региональные экосистемы с характерным типом растительности и другими особенностями ландшафта. Современная биосфера (экосфера) является совокупностью всех биомов Земли. В соответствии со средой обитания организмов выделяют наземные, пресноводные и морские биомы. Тип наземных биомов определяют по зрелому (климаксному) растительному сообществу, название которого и служит названием биома, тип водных биомов – по геологическим и физическим особенностям. Основные типы современных биомов и их продуктивность представлены в таблице 10.1. Главным фактором, определяющим формирование биома, является его географическое положение, которое обуславливает тип климата (температуру, количество осадков) и почвенные (эдафические) факторы. Очевидна связь биомов разных типов с определенными широтами. В силу различий между площадями суши и моря в Северном и Южном полушариях структура биомов Северного полушария не является зеркальным отображением биомов Южного полушария. В Южном полушарии практически нет биомов тундры, тайги и листопадных лесов умеренного пояса, поскольку на этих широтах там расположен океан. Изучением биомов занимается экология биомов или ландшафтная экология В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергии, согласно которому с одного трофического уровня на другой через пищевые цени переходит в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды. Остальная часть энергии тратится на обеспечение процессов жизнедеятельности. В результате процессов обмена организмы теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии. Следовательно, для получения, например, 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона. Общая закономерность процесса передачи энергии такова: через верхние трофические уровни энергии проходит значительно меньше, чем через нижние. Вот почему большие хищные животные всегда редки, и нет хищников, которые питались бы, к примеру, волками. В таком случае они просто не прокормились бы, настолько волки немногочисленны. Экологические пирамиды — это графические модели (как правило, в виде треугольников), отражающие число особей (пирамида чисел), количество их биомассы (пирамида биомасс) или заключенной в них энергии (пирамида энергии) на каждом трофическом уровне и указывающие на понижение всех показателей с повышением трофического уровня. 40. Экосистемы степи. Степные экосистемы отличает отсутствие древесного яруса. Среди продуцентов господствующее положение занимают злаки и осоки. Совместно с другими видами растений они образуют густой бескрайний зеленый ковёр, изредка перемежающийся небольшими группами кустарников. Обилие травы позволяет размножаться бесчисленным растительноядным животным, среди которых доминируют насекомые: жуки, кузнечики, саранча, бабочки и их личинки. В больших количествах встречаются грызуны: полевк,, мыши, суслики, слепыши, сурки. Стадные копытные представлены сайгаками, домашними овцами, коровами, лошадьми. Обилие травоядных привлекает большое количество хищных животных – волков, лис, хорьков, в воздухе парят степные орлы, канюки, летают соколы. Многие животные питаются бесчисленными насекомыми, это ящерицы, птицы, землеройки. 41. Экосистема бореальных лесов. Бореальные леса - это крупнейший биом планеты, который играет огромную роль в климатических процессах, происходящих на нашей планете. Влияние бореальных лесов на биоразнообразие нашей планеты также сложно переоценить. Вам, как жителям страны бореальных лесов, наверное, будет интересно познакомиться с некоторыми фактами. Бореальными лесами северного полушария называют преимущественно хвойные леса, простирающиеся от лесотундры до средних широт (в основном между 50 и 70° с. ш.), произрастающие в условиях холодного, умеренно-холодного и умеренного климата (июльские изотермы 13 и 18 °с). На бореальные леса приходится 29% площади, занимаемой всеми лесами планеты ( |