УМП ЭКОЛОГИЯ

Впостоянной борьбе человека с сорняками и вредителями культурных растений часто возникает эффект «экологического бумеранга». Это совокупность отрицательных, особо опасных явлений, возникающих в окружающей среде в результате неправильной хозяйственной деятельности человека, и которые в конечном итоге оказываются вредными для него самого. Известно, что в современном сельском хозяйстве широко применяются разнообразные химические средства защиты – пестициды. Многие из них не обладают четко направленным избирательным действием: они подавляют и даже уничтожают не только те виды, против которых они предназначены, но и их паразитов и хищников. Поскольку последние занимают более высокие уровни в цепях питания, они оказываются более чувствительными к ядам, чем те виды, которыми они питаются. Сохранившаяся после обработки часть вредителей, освобожденная от своих естественных врагов – регуляторов численности, через некоторое время дает новую, еще более высокую вспышку численности.

Из этого экологического тупика только один выход: не идти по пути предельного упрощения агроценозов (вплоть до монокультуры), а регулировать в них численность отдельных видов. Рекомендуется, в частности, если возникают цепи питания «растение – растительноядное насекомое – паразит», усилить последнее звено (обеспечив благоприятные условия жизнедеятельности паразита). Такое экологически обоснованное воздействие будет способствовать сохранению урожая.

Третий экологический закон жизни: каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее отходы своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда становится непригодной для его существования.

Четвертый закон органически продолжает третий: постоянное существование организмов в любом ограниченном пространстве возможно лишь в экосистемах, внутри которых отходы жизнедеятельности одних видов организмов утилизируются другими видами.

Следовательно, всякая экосистема, способная к длительному существованию, должна включать в себя автотрофы, гетеротрофы и редуценты (сапрофиты), питающихся отмершим живым веществом. Однако даже такая система не застрахована от гибели.

Пятый закон: устойчивость экосистем определяется соответствием их видового состава условиям жизни и степенью развитости этих систем.

Взаключение отметим, что согласно экологической парадигме (господствующему способу научного мышления), сформулированной в 1977 г. В. Д. Федоровым, именно экосистема есть главный объект современной экологии. На уровне экосистемы живое объединяется с неживым, но все следует рассматривать как образование живого, т. к. неживые компоненты входят во все уровни организации живого вещества планеты Земля.

51

2.2.2 Рекомендуемая литература

1. Николайкин Н. И. Экология : учебник для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелихова. − 4-е изд. испр. и доп.

М. : Дрофа, 2005. − 622 с.
2.	Степановских	А. С. Экология : учебник	для	вузов /
А. С. Степановских. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. − 703 с.
3.	Экология : учеб. пособие для вузов / под ред. В. В. Денисова –
изд. 3-е, испр. и доп. − М. : МАРТ, 2006. – 768 с.
4.	Экология и	безопасность жизнедеятельности	/	под ред.
Л. А. Муравья. − М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 447 с.
5.	Шилов И. А. Экология : учебник для вузов / И. А. Шилов. − 4
изд. стер. − М. : Высшая школа, 2003. – 512 с.

2.2.3 Вопросы для самопроверки

1.В чем различие понятий «биологический вид» и «популяция».

2.Перечислите важнейшие особенности биоценозов.

3.Дайте определение понятию экологическая система.

4.Перечислите основные характеристики экологических систем.

5.Назовите основные типы питания и приведите примеры.

6.Охарактеизуйте принципы функционирования экосистем.

7.Назовите принципы построения экологических пирамид.

8.Сколько процентов массы и энергии передается с одного трофического уровня на другой?

9.Опишите этапы сукцессии.

10.Перечислите основные характеристики искусственных

экосистем.

2.2.4 Практические задания

Задание 1. Постройте пищевую цепь и обозначьте в ней продуцентов, консументов различных порядков и редуцентов.

Задание 2. Решите задачи.

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, чтобы в море вырос дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон – нехищные рыбы – хищные рыбы – дельфин.

52

2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы вырос один филин массой 3,5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков – мышь полевка – хорек – филин.

3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно орлов при наличии 100 тонн злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки – кузнечики – лягушки – змеи – орел, а масса взрослого орла 5 кг. Каковы механизмы антропогенного фактора на биоценозы?

Задание 3. К каким типам питания относятся перечисленные ниже примеры? Найдите соответствие между типами питания и их примерами и характеристиками.

Таблица 2.2 – Классификация типов питания, их примеры и характеристики

	Типы питания		Примеры
1.	автотрофы	а)	хищничество;
2.	гетеротрофы	б)	используют энергию, заключенную в пище;
3.	миксотрофы	в)	используют энергию, освобождающуюся при окислении
		неорганических веществ;
		г)	консументы;
		д)	мухомор;
		е)	человек разумный;
		ж)	используют энергию солнечного света;
		з)	продуценты;
		и)	синтезируют органические вещества из неорганических
		на свету;
		к)	редуценты;
		л)	заяц-беляк;
		м)	венерина мухоловка;
		н)	способны к фотосинтезу;
		о)	способны к хемосинтезу.

Задание 4. Ответьте на вопросы.

1.Почему сов в экосистеме леса относят к консументам второго порядка, а мышей – к консументам первого порядка?

2.К какому типу живых компонентов биогеоценоза относится вид

Homo Sapiens?

3.Почему экосистему смешанного леса считают более устойчивой, чем экосистему елового леса?

4.В еловом лесу травянистых растений значительно меньше, чем в березовой роще. Объясните это явление.

53

5.Почему в сообществах, созданных человеком (посевы, лесные насаждения), чаще наблюдаются вспышки численности насекомыхвредителей, чем в природных экосистемах?

6.Длительное время у нас в стране поощрялась охота на волков и за каждого убитого животного выдавали премию. Затем отстрел волков полностью запретили. В настоящее время в ряде районов этот запрет вновь снят и часть волков разрешают уничтожать. Чем можно объяснить подобные отклонения в распоряжениях природоохранительных органов?

7.У какой популяции растений больше шансов на выживание: у той, которая состоит из одних проростков? Из проростков, молодых и взрослых особей? Ответ обоснуйте.

8.Можно ли цветочный горшок с цветущим растением считать экосистемой?

9.Вспомните основные принципы функционирования экосистем. Противоречат ли им основные тенденции развития человеческого общества? Каковы явные и возможные последствия этих противоречий? Что необходимо учитывать в первую очередь при выработке стратегии развития нашей цивилизации.

10.Вспомните основные типы биотических взаимоотношений. Приведите примеры.

11.Составьте пищевую цепь, используя названные ниже объекты: перегной, паук-крестовик, ястреб, большая синица, комнатная муха. Определите консумента третьего порядка.

Задание 5. Найдите ошибки в приведенном тексте.

1.Организм, строящий вещества своего тела за счет неорганических веществ, называется продуцентом.

2.Сообщество живых организмов и их среды обитания, составляющее единое целое на основе устойчивого взаимодействия между элементами живой и неживой природы, называется биоценозом.

3.Участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом, называют биотопом.

4.Плодовый сад – это агроэкосистема.

5.Примером природной экосистемы служит лес.

6.Ряд организмов, в котором от предшествующего организма к последующему происходит передача вещества и энергии, называется сетью питания.

7.Смена одного сообщества организмов другим в определенной последовательности называют сукцессией.

8.Редуценты – это организмы, разлагающие органические вещества до минеральных.

9.Количество энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой, составляет 100 %.

54

10.Количество трофических уровней в пищевой цепи равно 2.

11.Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном увеличивается.

12.Растения и грибы являются продуцентами.

13.Цепи разложения начинаются с мертвого растительного остатка.

14.Симбиоз – это тип биотических отношений, когда виды могут существовать изолированно, но совместная жизнь приносит пользу обоим видам.

15.Совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию, называют биологическим видом.

16.Группа популяций видов, населяющих определенную территорию и связанных друг с другом трофическими связями, называют биоценозом.

17.Число особей вида на единицу площади или единицу объема жизненного пространства называют численностью популяции.

18.Самоизреживание у елей является примером внутривидовой конкуренции.

19.Хищники в природном сообществе оздоровляют популяцию жертв и регулируют ее численность.

20.Тип биотических взаимоотношений, при котором два вида мешают друг другу в извлечении ресурса, называют конкуренцией.

21.Львы и тигры находятся на одном трофическом уровне.

22.Термин комменсализм означает, что один вид получает выгоду при совместном обитании, а другой не испытывает отрицательного влияния.

23.Аменсализм относится к типу биотических взаимоотношений.

24. Представители вида Homo Sapiens являются консументами

Iпорядка.

25.Биосфера – это глобальная экосистема.

Задание 6. К каким экологическим системам относятся перечисленные ниже примеры? Найдите соответствие между видами экологических систем и их примерами и характеристиками.

Таблица 2.3 – Виды экологических систем и их примеры и характеристиками

	Виды экосистем		Примеры и характеристики
	1			2
1.	природная экосистема	а)	действует естественный отбор;
2.	агроценоз	б)	разомкнутый круговорот веществ;
		в)	упрощенность	взаимоотношений	между
		организмами;
		г)	способность и устойчивость к длительному
		существованию;
			55

				Продолжение таблицы 2.2
1				2
	д)	не устойчивая экосистема;
	е)	лес;
	ж)	разнообразие видового состава;
	з)	преобладание искусственного отбора;
	и)	сложная	сеть	взаимосвязей	между
	организмами;
	к)	преобладание популяций немногих видов;
	л)	положительное антропогенное воздействие;
	м)	лесопосадка;
	н)	поле пшеницы;
	о)	пруд;
	п)	море;
	р)	огород;
	с)	аквариум;
	т)	озеро;
	у)	луг;
	ф)	виноградник.

Задание 7. Сформулируйте определения: поток вещества, поток энергии, биомасса, биологическая продукция, первичная продукция сообщества, вторичная продукция сообщества.

Задание 8. Установите последовательность саморазвития и смены экосистем: березняк, смешанный лес, скала, лишайник и водоросли, мхи и папоротники. Определите тип сукцессии.

2.2.5 Тестовые задания для контроля знаний

1.Верно ли утверждение.

1.1.Участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом, называют биотопом.

1.2.Пищевая цепь мхи – олени – люди характерна для экосистемы

тундра.

1.3.Ряд организмов, в котором от предшествующего организма к последующему происходит передача вещества и энергии, называют цепь питания.

1.4.Относительное постоянство экосистемы после сукцессии называют климаксом.

1.5.Продуцентом в трофической цепи пшеница – мышь – бактерии – змея является мышь.

1.6.Количество энергии, передаваемое с одного трофического уровня на другой, составляет примерно 10 %.

56

1.7.Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается.

1.8.Бактерии и грибы являются редуцентами.

1.9.Цепи разложения начинаются с мертвого растительного остатка и помета животных.

1.10.Число особей вида на единицу площади или единицу объема жизненного пространства называют плотностью популяции.

2.Выберите правильный ответ.

Организм, строящий вещества своего тела за счет неорганического вещества, называется …

а)	продуцент;
б)	консумент I порядка;
в)	консумент II порядка;
г)	консумент III порядка;
д)	редуцент.
3.	Выберите правильный ответ.
Змея	в трофической цепи ковыль – кузнечик – воробей – змея

выполняет экологическую функцию …

а)	продуцент;
б)	фитофаг;
в)	консумент І порядка;
г)	консумент ІІ порядка;
д)	консумент ІІІ порядка;
е)	редуцент.

4.Выберите правильный ответ.

Сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе устойчивого взаимодействия между элементами живой и неживой природы, называется …

а)	биологическим видом;
б)	популяцией;
в)	биоценозом;
г)	экосистемой;
д)	биосферой.

5.Выберите правильный ответ.

Тип биотических отношений, при котором один вид подавляет другого, но сам не испытывает отрицательного влияния называют…

а)	нейтрализм;
б)	конкуренция;
в)	аменсализм;
г)	мутуализм;
	57

д)	комменсализм;
е)	паразитизм;
ж)	хищничество.

6.Выберите правильный ответ.

Форма взаимоотношения, при которой организмы, относящиеся к разным видам, создают выгодные условия для сосуществования …

а)	нейтрализм;
б)	конкуренция;
в)	аменсализм;
г)	мутуализм;
д)	комменсализм;
е)	паразитизм;
ж)	хищничество.

7.Выберите правильный ответ.

Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном …

а)	уменьшается;
б)	увеличивается;
в)	не изменяется.

8. Выберите правильный ответ. Популяция – это …

а) совокупность особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию;

б) часть природных ресурсов, которая не самовосстанавливается в процессе кругооборота веществ в биосфере;

в) взаимовыгодное сожительство особей двух или более видов; г) совокупность живых организмов, предметов и явлений природы,

существующих помимо деятельности людей; д) исторически сложившаяся совокупность всех видов животных,

обитающих на данной территории.

9.Выберите правильный ответ.

Какой трофический уровень занимают организмы питающиеся фитофагами?

а)	первый;
б)	второй;
в)	третий;
г)	четвертый;
д)	пятый.
10.	Выберите правильный ответ.
	58

Биоценоз – это … а) систематизированный свод данных, включающих качественную и

количественную опись объектов и явлений; б) совокупность организмов, занимающих определенное положение

в общей цепи питания; в) число особей или сообществ, потребности которых могут быть

удовлетворены ресурсами данного местообитания; г) биологическая система, представляющая собой совокупность

популяций разных видов, сосуществующих в пространстве и времени; д) способность организмов переживать неблагоприятное время.

11.Выберите правильный ответ.

Накопления органического вещества на уровне продуцентов экосистемы называют …

а) первичная продуктивность; б) вторичная продуктивность; в) биомасса продуцентов; г) биомасса консументов.

12.Выберите правильный ответ.

Накопления органического вещества на уровне консументов называются …

а) первичная продуктивность; б) вторичная продуктивность; в) биомасса продуцентов; г) биомасса консументов.

13. Выберите правильный ответ. Биогеоценоз – это …

а) процесс приспособления живых организмов к определенным условиям внешней среды;

б) совокупность биоценоза и биотопа; в) последовательная необратимая смена биоценозов, преемственно

возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных или антропогенных факторов;

г) неспецифическая реакция живого организма на любое сильное воздействие;

д) способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов.

14.Выберите правильный ответ.

Биотическое сообщество, в функционировании которого отсутствует влияние деятельности человека, – это …

а) антропогенный биоценоз;

59

б) трофический уровень; в) экологическая сукцессия; г) естественный биоценоз; д) толерантность.

15.Выберите правильный ответ.

Один из важнейших факторов формирования видового состава и регуляции численности популяций видов в сообществе – это …

а)	биологическая сукцессия;
б)	конкурентные отношения;
в)	транспирация;
г)	урбанизация природы;
д)	биологический круговорот.

16. Выберите правильный ответ. Первичной продукцией называют …

а) скорость продуцирования биомассы гетеротрофами; б) суммарная продукция всех популяций, занимающих этот

уровень; в) скорость образования биомассы продуцентами;

г) суммарная продукция, производимая человеческим сообществом; д) сообщества растений и животных, сохранившиеся от

исчезнувших, в прошлом широко распространенных флор и фаун.

17. Выберите правильный ответ. Трофический уровень – это …

а) положение организма относительно основного источника, поступающей в сообщество энергии;

б) предел плотности популяции; в) повышение уровня конкуренции и увеличение разнообразия

видов организмов; г) положение особи в биогеоценозе;

д) диапазон толерантности данного вида организмов.

18.Выберите правильный ответ.

Соотношение численности или биомассы живых организмов, занимающих разное положение в пищевой цепи, называют …пирамидами численности и биомассы;

а)	трофической цепью;
б)	биотой;
в)	биомом;
г)	биологической продуктивностью.
19.	Выберите правильный ответ.
	60