- •О.Н. Бутакова Учебно-методический комплекс по дисциплине экология
- •2009 Аннотация
- •Требования к минимуму знаний в соответствии с гос 2002 года
- •I. Рабочая программа пояснительная записка
- •I Тематический план (для заочного обучения)
- •Раздел I Основы экологии.
- •Тема 1 Предмет, задачи и структура современной экологии как науки.
- •Тема 2 Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Соответствие между организмами и средой их обитания.
- •Тема 2 Основные среды жизни.
- •Тема 2.1 Наземно-воздушная среда. Атмосфера.
- •Тема 2.2 Водная среда обитания. Вода в природе.
- •Тема 2.3 Почва как среда обитания
- •Тема 3 Популяции, их структура и экологические характеристики.
- •Тема 4 Экосистемы. Биогеоценоз.
- •4.1 Структура и типы экосистем.
- •4.2 Взаимоотношения организмом в экосистемах. Экологическое равновесие.
- •4.3 Автотрофные экосистемы. Агроэкосистемы, их загрязнения.
- •4.4 Городские и промышленные экосистемы. Народонаселение.
- •Тема 5 Образ жизни и окружающая среда. Экологические аспекты здоровья человека.
- •5.1 Влияние шума, электромагнитного излучения и радиации па организм человека.
- •5.2 Общие проблемы адаптации человека. Адаптивные биологические ритмы организмов.
- •Тема 6 Биосфера. Учение в.И.Вернадского о биосфере и ноосфере. Круговорот элементов в биосфере.
- •Раздел II Рациональное природопользование.
- •Тема 1 Научные основы и принципы рационального природопользования. Перспективы развития энергетики.
- •Тема 2 Охрана окружающей среды. Охрана животного и растительного мира. Красная книга. Использование ресурсов Мирового океана. Рациональное использование и охрана лесов.
- •Тема 3 Правовые и социальные аспекты экологии. Экологическое право. Государственный контроль за состоянием окружающей среды. Экологический мониторинг.
- •II тексты лекций
- •Раздел I Основы экологии
- •Тема 1 Структура современной экологии, ее цели, задачи и предмет
- •Вопросы для самопроверки:
- •Тема 2 Среды жизни
- •Экологические факторы.
- •Условия среды.
- •Литература:
- •Тема 3 Популяция, структура, свойства и основные характеристики.
- •Особи в популяции могут жить по одиночке
- •Основные свойства популяций:
- •1.Для решения экологической задачи нужно получить необходимую информацию и уметь эффективно ее использовать (ценность информации определяется ее необходимостью при решении задачи).
- •Задания для самоконтроля:
- •Виды биотических отношений:
- •Луговые экосистемы.
- •Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы).
- •Болотные экосистемы
- •1. Что такое экосистема? Охарактеризуйте основные компоненты экосистемы.
- •Задания для самоконтроля:
- •Шкала уровней шума (в децибелах).
- •5.2. Виды взаимодействий в системе «Человек — среда». Общие проблемы адаптации человека.
- •Человек * среда
- •Задания для самоконтроля:
- •Литература:
- •Тема 6 Биосфера.
- •В. И. Вернадский (1863—1945)
- •Учение в. И. Вернадского о биосфере.
- •Возникновение и развитие ноосферы.
- •Задания для самоконтроля:
- •Литература:
- •Раздел 2 рациональное природопользование.
- •Тема 1 Научные основы и принципы рационального природопользования. Перспективы развития энергетики.
- •Основные принципы рационального природопользования:
- •1.2 Перспективы развития энергетики
- •Литература:
- •Тема 2 Охрана окружающей среды
- •2.1 Биоразнообразие и охрана животного и растительного мира.
- •2.1.2 Проблемы использования и воспроизводства животного мира
- •2.1.3 Особо охраняемые природные территории
- •2.2 Использование ресурсов Мирового океана
- •2.2.1 Химические ресурсы.
- •2.2.2 Опреснение вод Мирового океана:
- •2.2.3 Топливно-энергетические ресурсы Мирового океана.
- •2.2.4 Энергетические ресурсы.
- •2.3 Рациональное использование и охрана лесов.
- •Задания для самоконтроля:
- •Литература:
- •Тема 3 Правовые и социальные аспекты экологии. Экологическое право. Государственный контроль за состоянием окружающей среды. Экологический мониторинг.
- •3.1 Правовые и социальные аспекты экологии. Экологическое право.
- •3.1.1 Отношения собственности на природные ресурсы
- •3.1.2 Отношения в сфере природопользования
- •3.1.3 Отношения в сфере охраны окружающей среды от различных форм деградации
- •3.1.4 Отношения в сфере обеспечения экологической безопасности людей, экологических прав и интересов гражданина и человека
- •3.1.5 Экологические права граждан
- •3.1.6 Федеральный закон «Об охране окружающей среды».
- •3.1.7 Юридическая ответственность за экологические правонарушения
- •Формы возмещения вреда
- •3.2 Государственный контроль за состоянием окружающей среды.
- •Объект управления
- •Методы экологического контроля (способы)
- •Задания для самоконтроля:
- •Литература:
- •Виды самостоятельной работы студента:
- •III Глоссарий (словарь терминов)
- •IV материалы для тестовой системы
- •Литература:
Литература:
Криксунов Е.А., Пасечник В.В.: Экология. 10 (11) класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. М., «Дрофа», 2004. - 256 с.: ил.
Мамедов Н.М., Суравегина И.Т.: Экология: учебное пособие для 9-11 классов общеобразовательной школы. – М.: «Школа-Пресс», 1996. - 464 с.: ил.
Радкевич В.А.: Экология: учебник. Минск, «Вышэйшая школа», 1997.-
Тема 3 Популяция, структура, свойства и основные характеристики.
Что такое популяция, состав, структура.
Свойства популяции.
Демографические характеристики. Плотность. Численность.
Популяцией называют группу особей одного вида, обладающих способностью свободно скрещиваться и достаточно долго поддерживать свое существование в данном местообитании.
Устойчивое существование различных видов животных и растений требует наличия определенных экологических условий и нужных ресурсов. При перемещении из одной местности в другую и условия, и ресурсы могут меняться; причем эти изменения происходят не согласованно. Некоторые факторы могут меняться плавно (например, температура при продвижении с юга на север), вовсе не меняться (например, содержание диоксида углерода в воздухе) или меняться скачкообразно (как это, например, происходит с изменениями состава и структуры почв). Все это приводит к тому, что подходящие для того или иного вида местообитания формируются в пространстве как бы в виде отдельных островков. Виды заселяют эти местообитания - «островки» своими популяциями.
Следовательно, виды распространены не равномерно, а отдельными группами особей — популяциями. Особи популяции, размножаясь, осваивают подходящие местообитания. Популяции одного и того же вида могут быть отделены друг от друга четкими границами. Для водных организмов, как правило, границы проходят по береговым линиям водоемов. У некоторых видов, границы между популяциями нечеткие, размытые, например, у видов растений и животных, обитающих в наземно-воздушной среде и имеющих широкое географическое распространение. Примером могут служить серая ворона, или заяц-русак, т.к. они встречаются в различных местообитаниях.
Каждая популяция имеет определенное строение — структуру. Структура популяции проявляется в определенном количественном соотношении особей разного возраста, пола и размера. Различают возрастную, половую, размерную, генетическую структуры.
В популяции любого вида растений или животных обнаруживаются разные возрастные группы особей.
Условно в популяции можно выделить три экологические группы: юные (пререпродуктивная), зрелые (репродуктивная), старики (пострепродуктивная).
Пререпродуктивная — группа особей, возраст которых не достиг способности воспроизведения;
репродуктивная — группа, воспроизводящая новые особи;
пострепродуктивная — особи, утратившие способность участвовать в воспроизведении новых поколений.
Какие группировки образуют животные и как они распределяются в пространстве?
Особи в популяции могут жить по одиночке
могут образовывать группы – семьи
Семья - простейшая постоянная группировка особей, которая после сезона размножения может распадаться, а может состоять из родителей и потомков нескольких поколений: кланы у гиеновых собак, прайды у львов, стада многих приматов. Китообразные, копытные, приматы живут, как правило, стадами.
стаи
стада
или представлены колониями.
Стадо представляет собой группу животных одного вида, которые сохраняют близость друг к другу, одинаково ведут себя. Размеры стада и его состав по возрасту и полу изменчивы во времени. Стада китов, обезьян включают десятки животных, стада северных оленей, сайгаков, гну образуют сотни и тысячи особей. О появлении хищника, наличии пищи, безопасной тропе к водопою, убежищу животные в стаде узнают по поведению вожака стада или по поведению соседей. Стая — временная подвижная группировка особей, насекомых, рыб, птиц. Стаи таких оседлых птиц, как синицы, занимают постоянную территорию и имеют иерархическую структуру. Стая волков состоит из 5-10, самое большее из 22 особей, которые включают моногамные пары и несколько поколений их потомства. Стаю объединяет единая территория обитания, где они совместно охотятся. Отдельные особи, семьи и иные группировки особей активно рассредоточиваются в пространстве, используя разнообразные способы маркировки и защиты территории.
Рассмотрим, как стадо павианов встречает на границе своих владений стадо соседей. Самцы боевого возраста выдвигаются вперед, образуя развернутый полумесяцем строй, останавливаются и принимают позы угрозы. Также поступают соседи. Иерархи проходят сквозь строй и медленно приближаются к границе, вглядываясь в иерархов другого стада, идущих навстречу. Если встреча произошла на границе и территория не нарушена, а стадо знакомое, иерархи, узнав друг друга, сходятся и обнимаются. После этого могут встретиться и более молодые самцы. Стадо павианов насчитывает несколько десятков голов. Когда павианы переходят с места на место, они идут в определенном порядке, который можно назвать походным строем. В середине стада идут старые самцы — доминанты. Из такого положения им удобно обозревать стадо и управлять им. Одновременно это и самое безопасное место в стаде в случае неожиданного нападения хищника.
Около самцов-доминантов идут молодые самки, самки, несущие детенышей младшего возраста, и несамостоятельные детеныши. С одной стороны, это позволяет за ними следить, а с другой — это самое безопасное место. По окраине ядра стада располагается молодежь. Впереди стада, на расстоянии видимости, развернутой цепью идут самцы второго ранга. Впереди идущие особи занимают наиболее опасное место. Столкнувшись с умеренно сильным хищником, они развертываются полумесяцем и стремятся задержать его, а стадо в это время убегает. Хищники предпочитают не связываться с самцами, которые довольно сильны даже поодиночке, а тем более, когда действуют сообща.
Позади стада, тоже на расстоянии видимости, идут самцы третьего иерархического ранга, для иерархов не опасные. Если стадо идет по пересеченной местности и обзор недостаточен, оно может выделять одну или две группы особей для охраны стада с боков.
Система сигналов позволяет животным найти брачного партнера, защитить свою территорию, обеспечить выживание потомства. Самцы многих копытных животных в период гона захватывают и охраняют определенные участки. У благородных оленей территориальный раздел между самцами как бы накладывается на существующее длительное время деление территории между группами самок с молодняком. Своим ревом, запахом выделений пахучих желез и мочи на земле, метками на коре деревьев, наносимыми рогами, самцы сигнализируют друг другу о занятости места, а в случае необходимости вступают с соперником в поединок Олени, не захватившие своего участка, не имеют и гарема самок. Тем самым число самцов, участвующих в размножении, оказывается ограниченным.
Ядовитые змеи при территориальной стычке вытягиваются, встают, раскачиваются, толкают друг друга, но никогда не только не кусают, но даже не демонстрируют оружия. Хорошо вооруженные животные могут долго угрожать друг другу, а когда один из них устанет, он резко меняет позу, подставляя противнику для удара самое незащищенное место. У противника запрет срабатывает как удар током: весь его гневный пыл испаряется и он прячет оружие. «Кто больше тебя, тот сильнее тебя».
Люди долгое время думали, что птицы поют для удовольствия человека. Теперь мы знаем: пение птиц — это разговорный язык, способ обозначить свою территорию, привлечь внимание самки. Территориальным звуковым сигналом является крик петуха.
При распределении территории, при агрессивной стычке животное, оценившее противника как более крупного, признает психологическое поражение, и дальнейшей борьбы может не быть — один уступает другому. Если же дело доходит до борьбы, то у очень многих видов цель одна — унизить противника: повалить или бросить на землю. Падение иногда сопровождется физической травмой, но может быть и совершенно безболезненным, как у роняющих друг друга змей. Все равно это поражение и проигравший уступает.
Проигравший в споре «складывает оружие» (шипы, хохлы, зубы, рога), прячет их, чтобы не пугать победителя. Многие животные падают и переворачиваются брюхом вверх.
Многие виды животных так вооружены, что стычка между соперниками закончилась бы смертью одного из них или обоих. Поэтому у животных возникли такие формы поведения, которые получили название инстинктивных запретов, или естественной морали: в поведении животных наблюдаются врожденные запреты: «не убий», «не бей лежащего», т.е. соперника, который принял позу покорности, не трогать детенышей, не покушаться на чужую территорию, чужое гнездо, чужую самку, не нападать неожиданно или сзади, не отнимать пищу, не воровать ее. Такие запреты получили название биологической морали.
А какова судьба особей, которые не смогли удержать за собой территорию? Их удел — оставаться одинокими, они не включаются в процесс размножения и быстрее умирают, чем их более удачливые собратья по популяции.
Особую роль в стаде занимают старые особи. Окруженный восторженно взирающими на него детенышами старик-павиан показывает, как рыться в земле, раздирать гнилые пни, переворачивать камни, раскалывать орехи, докапываться до воды и делать многое другое, чему его учили в детстве и что он постиг сам за долгую жизнь.
У стадных животных особую роль играют отношения мать — дитя. Рождение детеныша, забота о нем у многих животных является серьезной проблемой. Чтобы новорожденный олененок хорошо запомнил мать, самка во время отела уединяется. Первая нить, связывающая мать и детеныша, — запах теленка. Мать вылизывает малыша, ее привлекает запах околоплодной жидкости. Мать и теленок одни. Мать кричит часа два, потом смолкает. И теперь в стаде теленок уверенно отличает голос матери от голоса других оленей. Олененок наделен врожденной реакцией двигаться к большому темному предмету, т.е. к матери. Оказавшись под матерью, он вскидывает голову. Эта реакция помогает найти вымя. Мать лижет олененка, и он старается стоять к матери головой. Ни одно движение матери и олененка не является случайным.
В чем же главная функция популяции? Только популяция может неустанно воспроизводить новые поколения вида в условиях конкретной экосистемы. Особи разного пола популяций одного вида находят друг друга, а особи близких видов репродуктивно изолированы и не могут скрещиваться между собой (рис.7).