Задание №30.
Определение экологической ниши (пояснить на примерах). Закономерности саморегуляции сообществ, экологическое дублирование.
Концепция ниши проникла во все разделы экологии, хотя первоначально она возникла, как попытка дать всестороннее описание роли вида в сообществе, определяя все связи между популяциями, сообществом и всем биоценозом в данной среде обитания. В таком понимании ниша описывает, каким образом экологические объекты приспосабливаются друг к другу, образуя устойчиво функционирующее целое и позволяя понять, как даже, весьма различные, по своей организации сообщества могут быть похожи друг на друга.
Термин «ниша» введен Дж. Гриннеллом с целью обозначения самой мелкой единицы распространения вида. Уточненное формальное и потенциально количественное определение ниши дано Г. Хатчинсоном (1958), считавшим, что нишу следует определять с учетом всего диапазона физических, химических и биотических переменных среды, к которым должен быть адаптирован данный вид и под действием которых видовая
популяция живет и возобновляется бесконечно долгое время. Теоретически такую переменную можно рассматривать как некий градиент, на котором у каждого вида имеется свой диапазон активности или устойчивости. Примером служит освещенность в лесу, которая убывает логарифмически от вершины деревьев к почве.
Далее Г. Хатчинсон подразделил видовую нишу на:
• фундаментальную — охватывает все множество оптимальных условий, в которых данный вид может обитать в отсутствие врагов;
• реализованную — фактический комплекс условий, в которых вид обычно существует.
Таким образом, экологическая ниша характеризует степень биологической специализации вида. Можно утверждать, что местообитание организма – это его «адрес», тогда как экологическая ниша – его «род занятий», или «стиль жизни», или «профессия». Например, местообитание дрозда включает в себя леса, парки, луга, сады, огороды и дворы. Его же экологическая ниша включает такие факторы, как гнездование и высиживание птенцов на деревьях, питание насекомыми, земляными червями и плодами, перенос плодово-ягодных семян со своими экскрементами.
Каждый биологический вид играет определенную роль в своей экосистеме. Экологи доказали, что некоторые виды, называемые ключевыми видами, кардинально влияют на многие другие организмы в экосистеме. Исчезновение ключевого вида из экосистемы может спровоцировать целый каскад резких падений численности популяции и даже вымирание тех видов, которые зависели от него в той или иной форме. Примером ключевого вида можно считать земляную черепаху. Земляная черепаха обитает на песчаных возвышенностях во Флориде и других южных районах США. Это медлительное, размером с обеденную тарелку, животное вырывает себе нору глубиной до 9 метров. В жарких, негостеприимных экосистемах юга США такие норы становятся убежищами от жары для почти 40 других видов животных, таких, как серая лиса, опоссум, змея индиго и многих насекомых. В тех местах, где земляная черепаха была истреблена или доведена до грани вымирания многочисленными охотниками за ее изысканным мясом, многие зависящие от черепахи виды перестали существовать.
Пример экологической ниши человека — состав воздуха, воды, пищи, климатические условия, уровень электромагнитного, ультрафиолетового, радиоактивного излучения и пр.
Известный русский лесовед Г. Ф. Морозов (1912), опираясь на учение В. В. Докучаева и работы К. Мебиуса, сформулировал правило: в природе не существует полезных и вредных птиц, полезных и вредных насекомых, там все служит друг другу и взаимоприспособлено.
Современная формулировка правила Мебиуса—Морозова — правила взаимоприспособленности организмов в биоценозе гласит: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутреннее противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.
Ю. Одум установил правило «метаболизм и размеры особей», которое в идеальных условиях имеет всеобщее значение: при неизменном энергетическом потоке в пищевой сети или цепи более мелкие наземные организмы с высоким удельным метаболизмом создают относительно меньшую биомассу, чем крупные. Значительная часть энергии уходит на поддержание обмена веществ. Правило Ю. Одума особенно важно в связи с тем, что из-за антропогенного нарушения природной среды происходит измельчение «средней» особи живого на суше — крупные звери и птицы истреблены и вообще все крупные представители растительного и животного мира становятся все более и более раритетными.
Если же измельчание особей ведет к производству относительно меньшего количества биомассы, то ее удельный выход с единицы площади (из-за более полного заселения пространства) увеличивается. Данный эмпирический факт Н. Ф. Реймерс назвал законом удельной продуктивности: Исчезновение видов, представленных крупными особями, меняет вещественно-энергетическую структуру биоценозов. Так как энергетический поток, проходящий через биоценоз в целом, практически не меняется (иначе бы произошла смена типа биоценоза), включаются механизмы биоценотического или экологического дублирования: организмы одной трофической группы или уровня экологической пирамиды закономерно замещают друг друга.
Правило (принцип) экологического дублирования Н. Ф. Реймерс сформулировал следующим образом: исчезающий или уничтожаемый вид живого в рамках одного уровня экологической пирамиды заменяет другой функционально-биоценотически аналогичный. Замена происходит по схеме: мелкий сменяет крупного, эволюционно нижеорганизованный — более высокоорганизованного, более генетически лабильный и мутабельный — менее генетически изменчивого. Поскольку экологическая ниша в биоценозе не может пустовать, экологическое дублирование происходит обязательно. Действительно, копытных в степи сменяют грызуны, а в ряде случаев растительноядные насекомые. При отсутствии хищников на водоразделах южного Сахалина в зарослях бамбука их роль выполняет серая крыса. Несколько позже правила смены видов в биоценозах Н. Ф. Реймерс сформулировал в более популярной форме: «свято место пусто не бывает»;
• крупные организмы исчезают раньше, и их сменяют
мелкие;
• как правило, более эволюционно высокоорганизованные
виды бывают вытеснены менее высокоорганизованными, быстрее размножающимися существами;
• всегда побеждают те, кто легче и быстрее изменяется,
в том числе генетически.
Обобщающий вывод: Изучив вышеизложенный материал, можно сделать вывод о том, что экологическая ниша представляет собой место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Это пространственно-временное положение организма в рамках экосистемы. Также было отмечено, что все виды в биоценозе приспособлены друг к другу, экологическая ниша сохраняется благодаря саморегуляции сообществ, принципам экологического дублирования (источник – учебник для вузов «Экология», авт. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П., глава 5.4 (с. 137-139), глава 5.5 (с. 139-144)).
Задание №49.
Понятие «демографический взрыв». Факторы, влияющие на демографию населения. Последствия дальнейшего роста населения для природной среды.
Демографический взрыв — сверхвысокие темпы роста численности населения на определённой территории. Первопричина современного экологического кризиса — демографические проблемы человечества, связанные с экспоненциальным ростом численности и усилением миграции населения. В природных популяциях животных и растений рост численности редко идет по экспоненциальному закону. Как правило, модели роста популяций в природе — это логистические модели, в соответствии с которыми из-за давления среды пределы роста достигаются быстро. Факторы давления среды (истощение ресурсов, конкуренция за пространство и ресурсы) быстро приводит к ограничению численности любой природной популяции. Однако с человеком произошло иначе, рассмотрим факторы, которые повлияли на демографию населения. Считают, что первые люди во времена, когда они начали овладевать огнем и заселять планету, представляли собой популяцию численностью не более 1 млн чел. Это было еще до перехода к земледелию, т. е. до того, как человек вышел из-под влияния естественного отбора. С началом земледелия и скотоводства численность человеческой популяции возросла примерно до 100 млн чел.
Средняя продолжительность жизни в древнем мире была невелика: так, в Древней Греции она не превышала 20—25 лет. В XVII—XIX вв. условия жизни начали улучшаться, медицина шагнула вперед. В конце XIX и особенно в XX в. произошли кардинальные изменения в этой области, благодаря чему уменьшилась детская смертность, продолжительность жизни перешагнула 25—30-летний рубеж (границу достижения репродуктивного возраста) и начался очень быстрый, экспоненциальный рост численности человеческой популяции. Все это и стало началом современного демографического взрыва. После Второй мировой войны на Земле в 1950 г. проживало 2,5 млрд человек. В 1982 г. общая численность населения планеты превысила 5 млрд, а в 2000 г. она уже составляла более 6 млрд чел., т. е. почти в 2,5 раза выше, чем в 1950 г. Географически рост происходит неравномерно. За последнее время особенно быстро росло население Китая, Индонезии, Индии, стран Африки и Латинской Америки. В СССР рост численности населения был большим за счет республик Средней Азии. В России же незначительный рост, происходивший до 1992 г., сменился нарастающим снижением численности населения.
Последствия дальнейшего роста населения для природной среды устрашающи. Прирост населения означает необходимость
новых затрат, так называемых «демографических инвестиций». В связи с этим темпы экономического роста снижаются: слишком большая часть прироста национального дохода, а то и весь он уходит на поддержание жизненного уровня народа на уже достигнутом уровне. Поэтому быстрый рост численности населения стал причиной появления устрашающих прогнозов о вероятном перенаселении и гибели Земли.
К мерам по поддержанию популяционного равновесия человечества относится ряд международных соглашений, принятых в рамках ООН, в частности, соглашение по народонаселению.
Обобщающий вывод: Демографический взрыв имеет очень серьёзные последствия. Направление демографической политики должно зависеть от демографической ситуации в той или иной стране. Большинство стран с высокой популяцией в последние десятилетия стало осуществлять демографическую политику, направленную на сокращение рождаемости и естественного прироста населения. Пожалуй, наибольшие усилия в этом отношении прилагают две самые большие страны мира — Китай и Индия (источник – учебник для вузов «Экология», авт. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П., глава 8.2.3.1. (с. 350-352)).
Задание №73.
Меры по защите животного и растительного мира. Красные книги.
Органический мир Земли образован совокупностью видов животных, растений, грибов, микроорганизмов. Каждый компонент органического мира взаимосвязан с другим, справедлив закон «все связано со всем». Изменение и тем более уничтожение одного из компонентов системы влечет за собой изменение, а в предельном случае гибель всей системы. Все это делает необходимым осуществление специальных природоохранных мероприятий, направленных на защиту всех живых организмов, сохранению биоразнообразия на планете. Главная задача охраны природы — охрана генофонда — совокупности генов, которые имеются у всех особей популяций. Уничтожение, истребление отдельных видов популяции обедняет генофонд планеты, который в настоящее время насчитывает около 1,3 млн видов только животных. Из 300 тыс. видов высших растений мировой флоры лишь около 2,5 тыс. постоянно применяют в сельском хозяйстве, а 20 тыс. — по мере необходимости. Разнообразие природных форм организмов необходимо для проведения селекции.
Селекция — наука о методах создания сортов, гибридов растений и пород животных, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками.
Особо охраняемые территории и природные объекты
Идея создания охраняемых территорий — заповедников — возникла давно. Еще с древних времен существовали «священные места», где запрещалась охота, рыбная ловля, вырубка леса, где звери и птицы могли выводить свое потомство. В конце XIX в. быстрое оскудение растительного и животного мира стало тревожить людей. Бобры, соболи, лоси и многие другие пушные и промысловые звери стали редкостью. Необходимость охраны природы, создания заповедных территорий стала очевидна. Современный природно-заповедный фонд нашей страны образуют: государственные природоохранные заповедники (в том числе биосферные), государственные природные заказники; национальные и природные парки; памятники природы; дендрологические парки и ботанические сады; иные особо охраняемые территории и природные объекты, имеющие ценное значение.
Режим особо охраняемых природных территорий в нашей стране наряду с Федеральным законом от 10.01.02 № 7-ФЗ «Об охране ОС» устанавливается Федеральными законами от 14.03.95 № 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях « и от 23.02.95 № 26-ФЗ «О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах».
Государственные природные заповедники. Они решают следующие задачи:
• сохранение биологического разнообразия и поддержание в естественном состоянии охраняемых природных объектов;
• организация и проведение научных исследований;
• экологический мониторинг;
• экологическое просвещение;
• участие в государственной экологической экспертизе проектов и в подготовке научных кадров в области охраны природной среды.
Государственные природные заказники. Это участки, в пределах которых запрещены отдельные виды и форма хозяйственной деятельности с целью охраны одного или нескольких видов живых существ, биогеоценозов, экологических компонентов или общего характера охраняемой местности.
Национальные парки. Это значительные по площади территории, включающие особо охраняемые природные (не подвергающиеся антропогенному воздействию) ландшафты, которые, помимо главной задачи сохранения природных комплексов, предназначены преимущественно для рекреационных целей.
Природные парки. Они являются рекреационными учреждениями, их территория также может использоваться в просветительских и рекреационных целях. Территории или акватории природных парков включают комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность.
Памятники природы. Природный памятник — естественная или издревле измененная человеком природная территория, представляющая большую научную, культурную или социальную ценность, выделенная в качестве особо охраняемого участка, либо отдельный природный уникальный объект (комплекс). Памятниками природы могут быть объявлены: участки живописных местностей; эталонные участки нетронутой природы; участки с преобладанием культурного ландшафта; места обитания и произрастания ценных видов животных и растений; уникальные формы рельефа и связанные с ним природные ландшафты; геологические обнажения, имеющие особую научную ценность; термальные и минеральные водные источники, местонахождение лечебных грязей; отдельные объекты живой и неживой природы, места гнездования птиц, деревья-долгожители, имеющие историко-мемориальное значение, вулканы, холмы и др.
Дендрологические парки и ботанические сады. Они представляют собой коллекции растений дикой флоры, высаженные на значительных территориях для сохранения разнообразия, обогащения растительного мира, Дендрологические парки и ботанические сады создаются для научных и просветительских целей, используются в качестве рекреационных территорий.
Иные особо охраняемые территории. К их числу относятся, например, лечебно-оздоровительные учреждения и курорты, являющиеся национальным достоянием народов России.
Красные книги
Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения растения и животные принято относить к особо охраняемым объектам. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) в 1949 г. начал сбор информации о редких, находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных, а в 1966 г. издал «Красную книгу фактов» («Red Data Book»).
Красная книга — официальный документ, содержащий регулярно обновляемые данные о состоянии и распространении редких и находящихся под угрозой исчезновения видов(подвидов и популяций) редких животных, дикорастущих растений и грибов. Существуют международный, национальные и региональные (локальные) варианты Красной книги, которые ведутся раздельно для растений и для животных. В СССР Красная книга была учреждена в 1974 г. В наши дни Красная книга Российской Федерации и Красные книги субъектов РФ ведутся в соответствии с Федеральным законом от 10.01.02 № 7-ФЗ «Об охране ОС», Федеральным законом РФ от 24.04.95 № 52-ФЗ «О животном мире» и Постановлением Правительства РФ от 19.02.96 № 158 «О Красной книге Российской Федерации». В целях сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения растений, животных и других организмов, их генетический фонд подлежит сохранению в низкотемпературных генетических банках, а также в искусственно созданной среде обитания. Это достигается, в частности, организацией сети особо охраняемых природных территорий. Сегодня в Красную книгу России занесено 562 вида растений и 247 видов животных. В целях учета и охраны редких и находящихся под угрозой исчезновения почв учреждены Красная книга почв Российской Федерации и Красные книги почв субъектов Российской Федерации.
Обобщающий вывод: В современное время необходимо принятие мер по защите животного и растительного мира. Проведение селекции, формирование охраняемых территорий, создание красных книг – именно эти мероприятия помогают сохранить природу (источник – учебник для вузов «Экология», авт. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П., глава 10.2 (с. 464-472)).
Список используемой литературы
-
Экология: Учеб. для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. — 3-е изд., стереотип. — М.: Дрофа,2004. — 624 с: ил.
- ru.wikipedia.org
