КОНТРОЛЬНА РОБОТА
По дисциплине „Экология”
ПЛАН
1. Составить схемуэкологической системы луга
2. Понятие обиосфере. Учение Вернадского
3. Экологическаяниша
экология система луг биосфера ниша
1. СОСТАВИТЬ СХЕМУ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЛУГА
Экосистема, или экологическая система (от древне — греческого — жилище, местопребывание и система) — биологическая система,состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания(биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.Одно из основных понятий экологии.
Любое единство, включающее все организмы на данномучастке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что потокэнергии создаёт чётко определённую трофическую структуру, видовое разнообразиеи круговорот веществ (обмен веществами и энергией между биотической иабиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему,или экосистему (Ю. Одум, 1971) [7, 8].
Экосистема — система физико-химико-биологическихпроцессов (А. Тенсли, 1935 год).
Сообщество живых организмов вместе с неживой частьюсреды, в которой оно находится, и всеми разнообразными взаимодействияминазывают экосистемой (Д. Ф. Оуэн.).
Любую совокупность организмов и неорганическихкомпонентов окружающей их среды, в которой может осуществляться круговоротвеществ, называют экологической системой или экосистемой (В. В. Денисов.).
В экосистеме можно выделить два компонента —биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы,получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза илипродуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессовокисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты [8],формирующие трофическую структуру экосистемы.
Единственным источником энергии для существованияэкосистемы и поддержания в ней различных процессов являются продуценты,усваивающее энергию солнца, (тепла, химических связей). Автотрофы представляютпервый трофический уровень экосистемы. Последующие трофические уровниэкосистемы формируются за счёт консументов (2-ой, 3-й, 4-й и последующиеуровни) и замыкаются редуцентами, которые переводят неживое органическоевещество в минеральную форму (абиотический компонент), которая может бытьусвоена автотрофным элементом[3, 2].
В основе экологической системы лежит пищевая цепь.Так экосистема луга будет выглядеть следующим образом:
Редуценты – (разлагают органические соединения до минерального состояния):
● микробоценоз, а также грибы и прочие организмы, питающиеся мертвым органическим веществом, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот.
Консументы 2-го порядка – (комплекс гетеротрофных организмов, живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами или за счет консументов 1-го порядка):
● плотоядные животные: лиса, сова, волк, куница, ястреб и т.п.
Консументы 1-го порядка – (комплекс гетеротрофных организмов, живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами):
● травоядные животные: мышь, заяц, суслик, байбак, фазан, куропатка и т.д.
Продуценты — (автотрофные организмы, создающие первичную продукцию, обеспечивая органическим вешеством и энергией другие организмы):
● зеленые растения /> /> /> /> />
Рис1. Схема экологической системы луга
2. ПОНЯТИЕ О БИОСФЕРЕ. УЧЕНИЕ ВЕРНАДСКОГО
Термин биосфера был введён Жаном-Батистом Ламарком вначале XIX века, а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в1875 году. Однако создание целостного учения о биосфере принадлежит русскомуучёному Владимиру Ивановичу Вернадскому, опубликовавшемув 1926 г. свой классический труд «Биосфера».
С одной стороны он рассматривает биосферу какоболочку Земли, в которой существует жизнь. В этом плане В.И. Вернадскийразличает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера)оболочки земного шара как составляющие биосферы, области распространения жизни.
Биосфера — экосистема высшего порядка, объединяющаявсе остальные экосистемы и обеспечивающая существование жизни на Земле. Всостав биосферы входят следующие «сферы»:
Атмосфера — это самая лёгкая из оболочек Земли,граничит с космическим пространством; через атмосферу происходит обмен веществаи энергии с космосом (внешним пространством).
Гидросфера — водная оболочка Земли. Почти такая жеподвижная, как и атмосфера, она фактически проникает всюду. Вода — соединение суникальными свойствами, одна из основ жизни, универсальный растворитель.
Литосфера — внешняя твёрдая оболочка Земли, состоитиз осадочных и магматических пород [9].
С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивал, чтобиосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы; ее составопределяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат ихсовокупной химической активности в настоящем и в прошлом.
В. И. Вернадский впервые чётко сформулировалпонимание того, что всё живое на планете неразрывно связанно с биосферой иобязано ей своим существованием: «Вдействительности, ни один живой организм в свободном состоянии на Земле ненаходится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны — прежде всегопитанием и дыханием — с окружающей их материально-энергетической средой. Вне еев природных условиях они существовать не могут».—В.И. Вернадский [4].
Живое вещество (совокупность всех организмов наЗемле) составляет ничтожно малую часть от массы Земли, однако влияние живоговещества на процессы преобразования Земли огромно. Весь тот облик Земли,который наблюдается сейчас, не был бы возможен без миллиардов летжизнедеятельности живого вещества.
Всю совокупность живых организмов он противопоставлялего косному веществу, к которому относил все геологические образования, невходящие в состав живых организмов и не созданные ими. Третья категориявещества в биосфере, по В.И. Вернадскому, это биокосное вещество. Сюда онпричислял комплекс взаимодействующих живого и косного веществ (океаническиеводы, нефть и т. п.; важнейшее значение как биокосное вещество имеет почва).Наконец, существует биогенное вещество – геологические породы, созданныедеятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь и т.п.). В.И.Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер.
Фундаментальным отличием живого вещества от косногоявляется охваченность его эволюционным процессом, непрерывно создающим новыеформы живых существ. Многообразие форм жизни и их многофункциональность создаютоснову устойчивого круговорота веществ и канализированных потоков энергии. Вэтом специфика и залог устойчивости биосферы как уникальной оболочки земногошара.
Таким образом, биосфера, по В.И. Вернадскому,представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальнуюсистему Земли, в которой геохимические и энергетические превращенияопределяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества.Человечество входит в эту систему как ее составная часть. Как живое веществооно непрерывно связано с материально–энергетическими процессами биосферы.
Ключевые положения концепции В.И. Вернадского: а)человечество – великая геологическая сила; б) эта сила есть воля и разумчеловека как существа социально организованного; в) лик планеты измененчеловеком настолько глубоко, что оказался затронутым ее биогеохимическийметаболизм; г) человечество эволюционирует в сторону обособления от остальнойбиосферы.
Материалистическое учение В.И. Вернадского обиосфере заложило основы современных научных и философских представлений опланетарном и космическом значении жизни, о взаимодействии живой и неживойприроды [9].
3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША
Экологическая ниша — место, занимаемое видом вбиоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований кфакторам среды. Термин введен в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году ЧарльзомЭлтоном [6].
Экологическая ниша представляет собой сумму факторовсуществования данного вида, основным из которых является его место в пищевойцепочке. По Хатчинсону[1] экологическая ниша может быть:
● фундаментальной — определяемой сочетаниемусловий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию;
● реализованной — свойства которойобусловлены конкурирующими видами.
Это различие подчеркивает, что межвидоваяконкуренция приводит к снижению плодовитости и жизнеспособности и что вфундаментальной экологической нише может быть такая часть, занимая которую видв результате межвидовой конкуренции не в состоянии больше жить и успешноразмножаться.
Принципконкурентного исключения
Суть принципа конкурентного исключения, такжеизвестного как принцип Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет своюсобственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну иту же экологическую нишу. Современный подход к проблеме разделенияэкологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях двавида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещениеприводит один из видов к вымиранию.
Если два вида сосуществуют, то между ними должнобыть какое-то экологическое различие, а это означает, что каждый из нихзанимает свою особую нишу.
Конкурируя с более сильным видом, слабый конкурентутрачивает свою реализованную нишу. Таким образом, выход из конкуренциидостигается расхождением требований к среде, изменению образа жизни или,другими словами, является разграничением экологических ниш видов. В этом случаеони приобретают способность сосуществовать в одном биоценозе.
Законконстантности В. И. Вернадского
Количество живого вещества природы (для данногогеологического периода) есть константа.
Согласно этой гипотезе, любое изменение количестваживого вещества в одном из регионов биосферы должно быть компенсировано вкаком-либо другом регионе. Правда, в соответствии с постулатами видовогообеднения, высокоразвитые виды и экосистемы чаще всего будут заменятьсяэволюционно объектами более низкого уровня. Кроме того, будет происходитьпроцесс рудерализации видового состава экосистем, и «полезные» для человекавиды будут замещаться менее полезными, нейтральными или даже вредными.
Следствием этого закона есть правило обязательногозаполнения экологических ниш. (Розенберг и др, 1999)
Правило обязательного заполнения экологической ниши
Экологическая ниша не может быть пустой. Если нишапустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другимвидом. Среда обитания обычно состоит из отдельных участков («пятен») сблагоприятными и неблагоприятными условиями; эти пятна нередко доступны лишьвременно, и возникают они непредсказуемо как во времени, так и в пространстве.
Свободные участки или «бреши» в местообитанияхвозникают непредсказуемо во многих биотопах. Пожары или оползни могут приводитьк образованию пустошей в лесах; шторм может оголить открытый участок морскогоберега, а прожорливые хищники где угодно могут истребить потенциальных жертв.Эти освободившиеся участки неизменно заселяются вновь. Однако самыми первымипоселенцами не обязательно будут те виды, которые в течение длительного времениспособны успешно конкурировать с другими видами и вытеснять их. Поэтомусосуществование преходящих и конкурентоспособных видов возможно так долго, какс подходящей частотой появляются незаселенные участки. Преходящий вид обычнопервым заселяет свободный участок, осваивает его и размножается. Болееконкурентоспособный вид заселяет эти участки медленно, но если заселениеначалось, то со временем он побеждает преходящий вид и размножается. (Бигон идр., 1989).
Экологическаяниша человека
Человек как биологический вид занимает своюсобственную экологическую нишу. Человек может обитать в тропиках и субтропиках,на высотах до 3-3,5 км над уровнем моря. Реально в настоящее время человекживёт в значительно больших пространствах. Человек расширил свободнуюэкологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища,одежды, огня и пр.[5].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. Том1. — М.: Мир, 1989. — 667с.
2.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества т. 2.— Москва: Мир, 1989. — 477с.
3.БродскийА. К. Краткий курс общей экологии, Учебное пособие для ВУЗов. — СПб: «Деан»,2000. — 224с.
4.Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: Айрис-пресс, 2003. — 576с.
5.Гиляров А. М. Популяционная экология: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГУ, 1990—191с.
6.Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша. — М.: Мир, 1988. — 184с.
7.Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир, 1975 г. — 741с.
8.Одум Ю. Экология т. 1. — М.: Мир, 1986 г. — 328с.
9.Розенберг Г. С., Мозговой Д. П., Гелашвили Д. Б. Экология. Элементытеоретических конструкций современной экологии. — Самара: СамНЦ РАН, 1999. —397с.