13_ЛекцииБГ. Лекция предмет и история развития биогеографии лекция ареалогия
 Скачать 0.98 Mb.
|
Содержание
ВВЕДЕНИЕ Биогеография – это наука о географическом распространении и размещении на Земле организмов и их сообществ. Она опирается на целый ряд биологических и географических дисциплин. В последние годы происходит обобщение биогеографического материала в сфере экологических знаний, что является общей тенденцией эпохи технического прогресса. Возникает необходимость не только оценивать ареалы распространения отдельных таксонов флоры и фауны, но и учитывать тесную взаимосвязь и взаимозависимость процессов и явлений окружающей среды. Многоплановость вопросов, решаемых биогеографией расширяется в связи с усилением антропогенного воздействия на природные зоны, необходимостью рассматривать все процессы на планете в динамике. Основными задачами курса «Основы биогеографии» является познание этапов развития жизни на Земле, ее организации, географических закономерностей распространения организмов и их сообществ, строения и функционирования биосферы, основных положений экологии и современных проблем изменения среды и охраны природы. Курс лекций «Основы биогеографии» предлагается для студентов третьего курса специальности 1-02 04 05 -01 «География. Биология» и включает два раздела, позволяющих получить полное представление о размещении организмов на территории суши и океана. Первый раздел знакомит студентов с основными терминами и понятиями биогеографии, историей становления данной науки, развитием органического мира, проблемами ареалогии и учением Н.И.Вавилова. Во втором разделе дается биогеографическое районирование суши и Мирового океана, характеризуются биотические регионы суши. В данном разделе рассматриваются также основные биомы суши: леса умеренного пояса, степи, пустыни, саванны, вечнозеленые жестколистные леса и кустарники, тропические редколесья, колючие кустарники и листопадные сезонно-влажные леса, влажные тропические и экваториальные леса. Предлагаемый курс состоит из 26 часов лекционного материала, вопросов для повторения, а также списка литературы по данной дисциплине. Изложенный теоретический материал дополняется лабораторными занятиями, позволяющими закрепить полученную информацию самостоятельной работой студентов. ЛЕКЦИЯ 1. Предмет и история развития биогеографии План
1. Предмет биогеографии и связь с другими наукам. Биогеография – это наука о географическом распространении и размещении на Земле организмов и их сообществ. Она изучает, на какой территории распространены и как размещены объекты ее исследования: растения, животные, грибы и микроорганизмы, которые в совокупности образуют органический мир Земли. Следовательно, биогеография – это наука о распространении жизни на Земле. Органический мир Земли можно исследовать в рамках биогеографии с двух позиций, отвечая на следующие вопросы: как он организован и каким образом распространен. На первый вопрос отвечает биология, в которой основное внимание сосредоточено на систематике и строении организмов. Биогеография в данном случае распадается на географию растений, географию животных и географию грибов, а так же на географию их таксономических представителей (видов, родов). География растений (фитогеография, ботаническая география) изучает распространение растений по земной поверхности, география животных (зоогеография)– распространение животных География грибов пока не оформилась в самостоятельную отрасль биогеографии. Каждая из названных отраслей биогеографии оперирует свойственными ей законами распространения организмов. На второй вопрос (каким образом распространен органический мир Земли) отвечает физическая география – наука о географической оболочке и ее структурных частях. Суша и Мировой океан с их сложными природными системами служат средой обитания организмов. При географическом подходе к изучению органического мира на Земле биогеография подразделяется на биогеографию материков, биогеографию океанов и биогеографию их различных областей большой территориальной размерности (применительно к малым по площади территориям термин «биогеография» не используется). Общая биогеография, которая изучается в данном курсе, исследует общие закономерности размещения жизни на Земле. Существует три подхода к изучению проблем биогеографии: – инвентаризационный, исследующий состав и структуру органического мира различных территорий земного шара; – сравнительно-региональный, позволяющий сравнивать органический мир конкретных регионов и осуществлять биогеографическое районирование; – казуальный, выявляющий причины пространственного распространения организмов и их сообществ, а также состав и структуру органического мира конкретных регионов и земного шара в целом. Биогеография представляет собой науку, пограничную между географией и биологией, поэтому она тесно связана с другими науками. Как географическая наука она стремится установить связь между растительным покровом, животным миром с одной стороны и географическими условиями (климатом, рельефом, почвами) – с другой, чтобы получить обобщенную картину органического мира на Земле. Биогеография определяет также географические ареалы видов, родов и других таксономических категорий организмов, изучает законы их размещения в пределах ареала, разрабатывает методы картирования ареалов и изучения их структуры. Особое значение для биогеографии имеет ландшафтоведение – наука о природно-территориальных комплексах (ПТК). При отыскании причин современной организации жизни на Земле и распространении организмов биогеография черпает сведения и из исторической геологии и палеонтологи. Одновременно биогеография является биологической наукой, так как именно живые организмы составляют ее предмет. От ботаники и зоологии она заимствует флористическое и фаунистическое направление исследований, связанное с изучением флоры и фауны различных территорий, районированием суши и Мирового океана. Она определяет мировые биологические ресурсы, имеющие важнейшее значение для человечества. С биоценологией, изучающей сообщества и их распределение, биогеографию роднит комплексный подход к исследуемым объектам. В биоценологии, которая развивается на стыке биологических и географических отраслей знания, также используется комплексный подход к изучению живой природы. Таким образом, биогеография становится наукой о географическом распространении биогеоценозов и ее родство с биогеоценологией очевидно. На географическое распространение организмов непосредственное влияние оказывает среда обитания, поэтому биогеография тесно связана с экологией. 2. Основные термины и понятия. Флора – исторически сложившаяся в определенном географическом пространстве или произраставшая в прошлые геологические эпохи совокупность видов растений. Флора объединяет все виды растений данной территории независимо от частных условий их произрастания и вхождения в состав тех или иных растительных сообществ. В нее включаются цветковые, голосеменные растения, папоротники, мхи грибы, лишайники, микроорганизмы и растения, случайно занесенные и культивируемые человеком. В соответствии с этим различают флору цветковых растений, папоротников и т.д. Не корректно называть флорой совокупность видов растений отдельного лесного массива, болота, луга. Растительность – совокупность растительных сообществ (фитоценозов), населяющих Землю или отдельные ее территории. В отличие от флоры растительность характеризуется не видовым составом, а определенным сочетанием растений (сообществами), их численностью и взаимоотношениями. На различие понятий «флора» и «растительность» впервые обратил внимание швейцарский фитогеограф И.Турман (1949). Растительный покров - совокупность флоры и растительности. Фауна – совокупность видов животных, обитающих на определенной территории или акватории и входящих во все их зооценозы. Огромное видовое разнообразие животных даже на ограниченной территории не позволяет привести их полный перечень. Поэтому зоогеографы ограничиваются описанием фауны млекопитающих, орнитофауны и т.д. Животное население – исторически сложившаяся совокупность особей одного или многих видов животных в пределах какой-либо территории или акватории. Как и растительность, животное население характеризуется численностью особей, их сочетанием и взаимоотношениями. Животный мир – совокупность фауны и животного населения. Часто «животный мир» и «животное население» используются как синонимы. Биота – совокупность флоры и фауны, исторически сложившаяся совокупность растений и животных, объединенных общей областью распространения. Виды, входящие в состав биоты могут не иметь экологических связей, например медведь и лягушка. Биоценоз (сообщество организмов) – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями друг с другом и абиотическими факторами среды. Отличие биоценоза от биоты именно в наличии экологических взаимоотношений между организмами. Биоценоз включает в себя взаимозависимые фитоценоз и зооценоз. Биоценозом могут быть луг, болото, лес. Биом – совокупность видов растений и животных, составляющих живое население конкретной территории. Это понятие близко к понятию «биота» и до недавнего времени употреблялось главным образом в зарубежной географической и экологической литературе. В последнее время его все чаще используют и в отечественной литературе. Среда – совокупность абиотических и биотических условий обитания животных, растений и микроорганизмов. Природная среда – совокупность всех естественных условий и явлений, с которыми организм находится в прямых и косвенных отношениях. Окружающая среда – естественные элементы, а так же объекты и явления, созданные человеком, с которыми организм находится в прямых и косвенных отношениях. Экосистема – природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, которые связаны между собой обменом веществ и энергии. «Экосистема» является одним из основных понятий экологии. 3. Краткий очерк развития биогеографии. Развитие биогеографии связано с развитием биологии и географии, но определялось социально- экономическими условиями, общественно-политической системой. По А.Г.Воронову (1987) существует пять этапов развития биогеографии. Однако сейчас выделяется шестой или современный этап. Первый этап длился от периода становления человека до ХУI в. Для него характерно накопление отрывочных сведений о растительности, животном мире и природных условиях. Эти знания не были систематизированы и обобщены. Обобщение информации о жизни на Земле шло в соответствии с философскими представлениями, распространенными в странах древнего мира и средневековья. Собирая дикие растения и охотясь на животных, человек накапливал знания о местах обитания, миграциях, лечебных свойствах растений. В УI-У в. до н.э. в Азии, С.Африке выращивали ячмень, пшеницу, а позже в Закавказье – рожь. Появились многие огородные и технические культуры, плодовые деревья. В УI -II в. до н.э. в Китае, Индонезии и Индии начали выращивать рис, чай, хлопок. Древние государства обменивались растительными и животными ресурсами, соответствующей информацией. Происходил обмен информацией биогеографического содержания – это был фундамент для построения научной системы знаний о жизни на Земле, включая происхождение и распространение. Основные научные труды этого периоды: Аристотель «История животных», «О частях света», Теофраст «История растений», Страбона «География» (17 книг), Владимир Мономах «Поучения», Плиний Старший «Естественная история» (37 томов). Эпоха Возрождения (Х111-ХУ1 в.) способствовала становлению научного мировоззрения, исследования углубляли познания законов природы. Второй этап: начало ХУI - конец ХУIII. Продолжение накоплений информации о животном и растительном мире Земли в условиях господства библейских знаний о сотворении мира. Европейские путешественники сделали ряд географических открытий: Ермак, Хабаров, Дж. Кук, Ж.Лаперуза и др. Из путешествий привозили новые виды растений, животных, открывались ботанические сады. Появились и первые биогеографические работы «История Сибири» Ю.Крашенинникова, который описал тундру, тайгу, степь и 15.лет прожил в Сибири. К. Линней написал книгу «Система природы» – 1735 г, где систематизировал 4 тыс. видов животных, «Виды растений» (1761), где описал 7,5 тыс. видов растений. Он упростил биологическую терминологию и ввел бинарную номенклатуру названий. Однако влияние религии проявилось и в биогеографии. Так, К. Линней считал, что животный мир создан творцом в тропиках на острове – это единый центр жизни. Основные труды этого периода: Ломоносов М.В. (1763) «О слоях земли», Ж.Бюффон «Естественная история», «Эпохи природы» (1778), К. Линней «Система природы» Теория катастроф в книге Ж.Бюффона «Эпохи природы» (1778). В истории Земли можно выделить 6 периодов, общей протяженностью 75 тыс. лет. 1. Столкновение кометы с Солнцем и образование вещества в огненно-жидком состоянии. 2.Остывание этого образования. 3.Выпадение дождей, заселение животными первичного моря, провал океана в подземные пустоты, заселение появившейся суши тропической растительностью. 4. Появление вулканизма в результате соприкосновения воды с горячей внутренностью Земли. 5. Стадия покоя, переселение слонов и других крупных животных по мере спадания жары от полюсов к экватору. 6. Достижение современного состояния воды и суши, возникновение человека. Формировавшаяся теория катастроф стала компромиссом между религиозным мышлением и обилием научных данных. Смысл теории катастроф сводился к тому, что творец актом творения создает органический мир каждой геологической эпохи заново, этот органический мир существует недолго и гибнет в результате грандиозной мировой катастрофы, после чего наступает новый этап творения. Ж. Кювье (1769-1832) уточнил теорию катастроф, считая, что животный мир любого участка в результате катаклизм (наводнение) гибнет, так как меняется среда и все приспособления даны изначально творцом. С появлением теории катастроф закончился период накопления информации о животном и растительном мире, отмеченный господством библейского мифа о творце. Третий этап: конец ХУIII – середина ХIХ в. Происходит обобщение ботанико-географических и зоогеографических данных в свете теории катастроф. Основные труды: Вильденов «Основы травоведения» (1792), А.Гумбольд «Космос», Декандоль – 22 тома «Введение в естественную систему царства растений», Л.Шмарда «География распространения животных» (1853), . Дж.Торри и А.Грей «Флора С. Америки». А.Гумбольд, написал труд «Космос», где дана общая картина распределения растительного покрова по земному шару, идея широтной зональности, вертикальной поясности растений. После опубликования работ Гумбольда ботаническая география стала быстро развиваться по четырем направлениям: Во-первых, появилось значительное число работ по флоре различных районов земного шара, в том числе 4-х томная «Флора России» (1841-1853) К.Ф. Ледебура; Во-вторых, получило развитие флористическое районирование; В-третьих, в экологическом направлении ботанической географии стало обязательным изучение влияния факторов среды на растения; В-четвертых, начали рассматриваться вопросы исторической ботанической географии. В середине Х1Х в. теория катастроф в геологии стала утрачивать свое значение. Ж.Б.Ламарк выдвинул принципы актуализма и историзма в трактовке геологических явлений. Изменение среды – причина видообразования, а творец дает первый толчок. Принцип актуализма, развитие наук о Земле и органической жизни на ней в первой половине Х1Х века привел к появлению эволюционного учения Ч. Дарвина, имевшего огромное значение в развитии биогеографии. | ||||||||
