- •1) Цель и содержание курса экологии.
- •2) Актуальность проблем экологии.
- •3) История развития экологии
- •4) Методы экологических исследований
- •5) Экологическое прогнозирование и мониторинг
- •6) Государственное и общественное управление охраной окружающей среды рк
- •7) Среда как место обитания организмов
- •8) Факторы среды обитания: абиотические, биотические, антропогенные
- •9) Понятие толерантности, акклиматизации и адаптации организмов
- •10) Закон минимума ю. Либиха и понятие о лимитирующем факторе
- •11) Ресурсы среды обитания и основные среды обитания
- •4 Качественно-отличительные среды обитания для живых организмов:
- •12) Экологическая ниша и факторы её определяющие
- •14) Понятие популяции и ее основные характеристики
- •15) Популяция как форма существования вида
- •16) Состав популяции, ее плотность и численность
- •17) Закономерность динамики популяций: рождаемость, смертность
- •18) Колебания численности популяций (флуктуация, осцилляция) и факторы её определяющие.
- •19) Экспоненциальная и логистическая кривые роста
- •20) «Плотность насыщения» популяции как показатель емкости среды.
- •21) Популяция как саморегулирующаяся система
- •22) Типы экологических взаимодействий
- •23) Конкурентные взаимодействия: видовая и межвидовая конкуренция
- •24) Основные понятия синэкологии
- •25) Понятие сообщества, экосистемы, биогеоценоза, биосферы
- •26) Продуктивность сообщества: продукция чистая, первичная, вторичная
- •27) Потоки энергии и вещества в сообществах
- •28) Пищевая цепь – основной канал переноса энергии в сообществе
- •29) Пирамида численности и биомасс
- •30) Распределение потоков энергии в различных экосистемах
- •31) Живые организмы и круговорот веществ в экосистеме
- •32) Экологическая сукцессия: первичная, вторичная, автотрофная
- •33) Значение сукцессий и сукцессионные изменения
- •34) Возникновение и развитие биосферы
- •35) Учение в.И Вернандского
- •36) Среда и пределы жизни в Биосфере
- •37) Распределение биогеоценозов на Земле
- •38) Мировое распределение первичной продукции
- •39) Биологический и геологический круговороты
- •40) Возникновение и развитие ноосферы
- •41) Современное состояние природной среды
- •42) Атмосфера – внешняя оболочка биосфера, загрязнение атмосферы
- •43) Почва – важная составляющая часть биосферы и загрязнение почвы
- •44) Вода – основа жизненных процессов в биосфере и загрязнение природных вод
- •45) Радиация в биосфере
- •46) Экологические проблемы в биосфере
- •47) Основы рационального управления природными ресурсами и их использование
- •48) Химическое загрязнение среды и болезни человека
- •49) Биологические загрязнения среды и болезни человека
- •50) Питание и здоровье человека
- •51) Проблемы адаптации человека к окружающей среде
- •52) Катастрофа Аральского моря
- •53) Озоновый слой, его функции
- •54) Загрязнение и защита литосферы
- •55) Образование кислотных дождей и их влияние на окружающую среду
- •56) Концепция устойчивого развития
- •57) Парниковый эффект
- •58) Значение леса в природе и жизни человека
- •59) Загрязнение атмосферы
- •60) Международное сотрудничество в области окружающей среды
- •61) Загрязнение гидросферы.
- •62) Антропогенные экологические экосистемы
- •63) Особо охраняемые природные территории
- •64) Природные ресурсы Земли
- •65) Понятие экологического кризиса (пути выхода)
- •66) Шумовое воздействие на биосферу
- •67) Человек – биологический вид. Популяционная характеристика человека.
- •68) Агроэкосистемы – сельскохозяйственные экосистемы
- •69) Влияние природно-экологических факторов на здоровье человека.
28) Пищевая цепь – основной канал переноса энергии в сообществе
Основой любой экосистемы, ее фундаментом являются пищевые (трофические) и сопутствующие им энергетические связи. В них постоянно происходит перенос Вещества и энергии, которые заключены в пище, созданной преимущественно растениями.
Перенос потенциальной энергии пищи, созданной растениями, через ряд организмов путем поедания одних видов другими называется цепью питания или пищевой цепью, а каждое ее звено —трофическим уровнем.
Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.
Так, зеленые растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные животные — второй (уровень первичных консу-ментов), первичные хищники, поедающие травоядных, — третий (уровень вторичных консументов), а вторичные хищники — четвертый (уровень третичных консументов). Трофических уровней может быть и больше, когда учитываются паразиты, живущие на консументах предыдущих уровней.
Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой поток вещества и энергии в экосистеме, основу ее организации.
Трофическая структура экосистемы. В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру. Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или пх биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.
Трофическую структуру обычно изображают в виде экологических пирамид. Эту графическую модель разработал в 1927 г. американский зоолог Чарльз Элтон. Основанием пирамиды служит первый трофический уровень — уровень продуцентов, а следующие этажи пирамиды образованы последующими уровнями — консументами различных порядков. Высота всех блоков одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне. Различают три способа построения экологических пирамид. В процессе переноса энергии пищи от ее источника—растений—через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими, наблюдается рассеивание энергии, часть которой переходит в тепло. При каждом очередном переходе на последующий трофический уровень переходит примерно 10 % энергии, заключенной в организме от одного трофического звена (ступени) к другому и теряется до 80—90% потенциальной энергии. Это ограничивает возможное число этапов, или звеньев цепи, обычно до 4—5. Чем короче пищевая цепь, тем большее количество энергии сохраняется.
29) Пирамида численности и биомасс
1. Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. Иногда пирамиды чисел могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами — насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых).
2. Пирамида биомасс — соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т.д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике обычно получается ступенчатая пирамида с суживающейся верхушкой. Так, для образования 1 кг говядины необходимо 70—90 кг свежей травы.
В водных экосистемах можно также получить обращенную, или перевернутую, пирамиду биомасс, когда биомасса продуцентов оказывается меньшей, нежели консументов, а иногда и редуцентов. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса в данный момент его может быть меньше, нежели у потребителей-консументов (киты, крупные рыбы, моллюски).
Пирамиды чисел и биомасс отражают статику системы, т. е. характеризуют количество или биомассу организмов в определенный промежуток времени. Они не дают полной информации о трофической структуре экосистемы, хотя позволяют решать ряд практических задач, особенно связанных с сохранением устойчивости экосистем. Пирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.
3. Пирамида энергии отражает величину потока энергии в цепи питания. На форму этой пирамиды не влияют размеры особей, и она всегда будет иметь треугольную форму с широким основанием внизу, как это диктуется вторым законом термодинамики. Поэтому пирамида энергии дает наиболее полное и точное представление о функциональной организации сообщества, о всех обменных процессах в экосистеме. Если пирамиды чисел и биомасс отражают статику экосистемы (количество и биомассу организмов в данный момент), то пирамида энергии —динамику прохождения массы пищи через цепи питания. Таким образом, основание в пирамидах чисел и биомасс может быть больше или меньше, чем последующие трофические уровни (в зависимости от соотношения продуцентов и консументов в различных экосистемах). Пирамида энергии всегда суживается кверху. Это обусловлено тем, что энергия, затраченная на дыхание, не передается на следующий трофический уровень и уходит из экосистемы. Поэтому каждый последующий уровень всегда будет меньше предыдущего. В наземных экосистемах уменьшение количества доступной энергии обычно сопровождается снижением численности и биомассы особей на каждом трофическом уровне. Вследствие таких больших потерь энергии на построение новых тканей и дыхание организмов цепи питания не могут быть длинными; обычно они состоят из 3—5 звеньев (трофических уровней).