Устойчивость и развитие биоценозов. Биоценоз - примеры

К. Мебиус и Г.Ф. Морозов сформулировали правило взаимоприспособленности, согласно которому виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное целое. Иначе говоря, в естественных (природных) биоценозах не существует полезных и вредных птиц, полезных и вредных насекомых; там всё (и даже хищники типа волка) служит друг другу и взаимно приспособлено.

В то же время, изменения, которые по тем или иным причинам (например, вследствие изменения климатических условий) возникают в биоценозах, по-разному влияют на их устойчивость. Так, если один вид вытеснит другой, то существенных изменений в биоценозе не произойдет, особенно в том случае, когда этот вид не относится к числу массовых. Поэтому при замене одного хищника (куницы) в лесу на другого (соболя), который способен себе добывать пищу как на земле, так и на деревьях, биоценоз леса сохранит все свои основные черты.

В случае потерь редких и малочисленных видов также до определенного времени существенно не меняются основные биоценотические связи. Так, еловый лес возле города может относительно долго сохраняться и даже возобновляться несмотря на постоянное антропогенное давление и исчезновение в результате этого многих видов растений, птиц, насекомых. Тем не менее, видовой состав таких лесов постепенно беднеет, а устойчивость слабеет. Такой ослабленный, обедненный биоценоз может разрушиться незаметно, например, из-за исчерпания деревьями запасов минерального питания, а также вследствие внезапного и массового нападения вредителей. Основа устойчивости биоценозов - это их сложный видовой состав.

В тех случаях, когда из состава биоценоза выпадают основные виды - средообразователи, это ведет к разрушению всей системы и смене сообществ. Подчас такие изменения в природе производит человек, вырубая леса, чрезмерно вылавливая рыбу в водоемах и т. п.

Справедливости ради необходимо указать, что внезапное «обвальное» разрушение ранее устойчивых сообществ - это свойство, присущее всем сложным системам, у которых постепенно ослабевали внутренние связи. Выявление этих закономерностей крайне важно как для создания искусственных сообществ, так и поддержания природных биоценозов. Так, при необходимости восстановления лесов, степей, закладке лесопарков стараются создать сложную видовую и пространственную структуру сообществ, для чего подбирают дополняющие друг друга и уживающиеся вместе виды организмов.

Динамизм - это одно из основных свойств биоценозов. Многолетнее наблюдение за заброшенным полем показывает, что его последовательно завоевывают сначала многолетние травы, затем кустарник и, наконец, древесная растительность.

Любой биоценоз зависит от своего биотопа и, наоборот, всякий биотоп находится под влиянием биоценоза. Поскольку климатические, геологические и биотические факторы подвержены изменениям, развитие или динамика биоценозов оказывается просто неизбежной. Другое дело, что в каждом конкретном случае оно протекает с разной скоростью.

Влияние, которое биотоп оказывает на биоценоз, называется акцией. Проявляясь весьма разнообразно, например, через влияние климата, она способна вызвать самые разные последствия: морфологические, физиологические и экологические адаптации, сохранение или исчезновение видов, а также регуляцию их численности.

Влияние, оказываемое, в свою очередь, биоценозом на биотоп, называется реакцией. Последняя может выражаться в разрушении, созидании или изменении биотопа. Можно привести много примеров разрушительных реакций, виновниками которых являются растения. Мхи, лишайники поселяются на самых различных горных породах. Корни высших растений увеличивают образовавшиеся в этих породах расщелины и, кроме того, оказывают химическое воздействие кислыми выделениями. Многие морские беспозвоночные (моллюски, морские ежи, губки) «сверлят» скалы. Роющие животные почвы перемешивают ее до значительной глубины. При этом главную роль играют здесь земляные черви и термиты.

Напротив, созидательная реакция в наземных условиях выражается в накоплении животных (трупы) и растительных (опавшие листья) остатков, которые благодаря ряду химических изменений (бактериальное гниение) постепенно превращаются в перегной. Наконец, биоценозы преобразуют местный климат, создавая микроклимат.

Обзор различных взаимодействий между биоценозами и биотопами показывает, что главными причинами, которые вызывают развитие биоценозов, являются климатические, геологические, эдафические (почвенные) и биотические факторы.

Уровень воздействия климатических факторов можно оценить на примере тех изменений, которые произошли в Европе во время ледниковых и межледниковых периодов. Тогда, в четвертичный период, при максимальном наступлении ледника Средняя Европа представляла собой тундру с карликовыми ивами, дриадами и камнеломками, а вся флора умеренного климата была вытеснена на крайний юг. Фауна того времени включала мамонтов, волосатых носорогов, мускусных овцебыков и мелких грызунов. Потепление, которое произошло в межледниковые периоды, способствовало возвращению винограда в районы к северу от Альп, а «теплолюбивой фауне», в т.ч. древнему слону и гиппопотаму, удалось обосноваться в Европе.

Что касается геологических явлений (эрозия, образование осадочных пород, горообразование и вулканизм), они могут также сильно изменить биотоп, который, в свою очередь, вызовет значительные сдвиги в биоценозах. Имеющее место развитие почв (эдафические факторы), которое обусловлено совместным действием климата и живых организмов, влечет за собой параллельно и развитие флоры.

Биологические факторы являются самыми обычными и быстродействующими факторами. Можно указать, например, на роль бизонов, численность которых ранее составляла десятки миллионов голов, в развитии биоценозов американских прерий. Огромную роль в этом процессе играет и такой экологический фактор, как межвидовая конкуренция.

В настоящее время определяющим фактором развития биоценозов является хозяйственная, а также военная деятельность человека. Пожары, вырубка лесов, прокладка дорог, трубопроводов, запуски ракет, интродукция (сознательная или случайная) новых видов животных (особенно микроорганизмов) или растений - это всего лишь отдельные примеры вторжения человека в природу. Они способны привести к быстрой эволюции биоценозов, а иногда и к исчезновению некоторых видов организмов.

В чем разница между искусственным и естественным биоценозом?

Естественные биоценозы – природные сообщества, а искусственные – созданы человеком.

От чего зависит устойчивость биоценоза?

Устойчивость биоценоза зависит от многообразия видов и от ярусности.

Вопросы

1. Почему есть консументы II более порядков, но нет продуцентов II порядка?

Продуценты образуют органическое вещество, потребляя энергию солнца. Значит, они все являются первыми получателями этой энергии, все относятся к первому порядку. Консументы могут получать органическое вещество поедая как травоядных, так и хищников.

2. Почему в естественных биоценозах значительно реже, чем в искусственных, наблюдаются случаи массового размножения вредителей?

Естественные биоценозы характеризуются большим многообразием видов. Искусственные биоценозы имеют один или несколько резко преобладающих вида. Этот фактор и способствует массовому размножению вредителей, которым достаточно питания.

3. Почему аквариум вместе с его обитателями можно считать искусственным биоценозом?

Состав растительного и животного мира, как и численность особей, чловек регулирует по своему усмотрению.

4. Почему уничтожение жуков-вредителей и их личинок (например, колорадских жуков) путем их ручного сбора является самым безопасным для других организмов в природе?

При применении ручного сбора жуков-вредителей и их личинок действия человека направлены конкретно на определенный вид, без какого-либо воздействия на другие организмы. При химической обработке воздействие направлено на всю площадь и на всех, находящихся на ней, организмов. При этом уничтожаются не только вредители, но и их естественные враги. Это в дальнейшем может привести к резкому росту числа самих вредителей.

5. Почему организмы-продуценты обитают в верхних слоях водоема, консументы могут обитать на различных глубинах, в том числе и на дне, а редуценты – в основном донные обитатели? Приведите примеры организмов, относящейся к каждой из этих групп?

Организмы-продуценты обитают в верхних слоях водоема, поскольку их жизнь напрямую связана с количеством солнечного света. К продуцентам водоемов относятся фитопланктон и водоросли. Консументы питаются другими организмами, поэтому могут обитать на любых глубинах. Консументы водоемов – рыбы, моллюски, насекомые и их личинки, земноводные. Редуценты концентрируются на дне водоемов, поскольку они питаются остатками растений и животных, которые оседают на глубину. Редуценты представлены бактериями, червями.

6. Почему существует такая последовательность событий: развитие ракообразных как части зоопланктона начинается после появления фитопланктона, а нерест некоторых рыб начинается только после накопления достаточного количества фитопланктона?

Фитопланктон – основной источник пищи для зоопланктона. Зоопланктоном питаются рыбы. Когда зоопланктона достаточно, начинается нерест рыб.

7. Почему в агроценозах формируется специфический состав животного населения с преобладанием насекомых-вредителей? Какие еще особенности жизнедеятельности этих насекомых-вредителей вы можете назвать?

В агроценозе живет очень много растений одного вида (монокультура), следовательно, создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом. Жизнь этих насекомых напрямую зависит от вида растений, которые высадит человек. Каждые насекомые вредители питаются определенной группой растений. Растительноядные животные, перешедшие к питанию выращиваемыми культурами, находят в агробиоценозах благоприятные условия и могут сильно повреждать культивируемые растения. Иногда в агробиоценозах возникают вспышки массового размножения животных-вредителей, например клопа вредной черепашки на полях пшеницы, колорадского жука на полях картофеля, бабочки белянки капустной - на полях капусты, полевых мышей и полевок при выращивании зерновых культур. Комплексы организмов, кроме культивируемых растений, в агробиоценозах, как и в естественных биогеоценозах, формируются в результате борьбы за существование и естественного отбора. Однако человек, создавая растениям возделываемых видов благоприятные условия произрастания, подавляет организмы других видов. Например, при большой численности сорняков и насекомых-вредителей люди используют различные химические способы их уничтожения.

Задания

Докажите, что пространственная и временная ярусности повышают устойчивость биоценозов.

Устойчивость биоценозов зависит от богатства их видового состава. Чем больше пространственных ярусов можно выделить в биоценозе, тем больше существует в нем жизненных ниш. Значит, населять такой биоценоз будет большее количество видов. Животные меняют ярусное положение в течение дня, года, жизни, проводя в том или ином ярусе более продолжительное время, чем в других. С определенными глубинами почвы связаны ее различные беспозвоночные обитатели, однако строгой приуроченности к подземным ярусам у них нет. Таким образом, для животных характерна временная ярусность. Временная ярусность позволяет максимально задействовать ресурсы биоценоза, что так же повышает его устойчивость.

Приведите известные вам примеры, подтверждающие наличие временной или пространственной ярусности у животных.

Примеры пространственной ярусности: В смешанных лесах в кронах высоких деревьев обитают птицы, некоторые насекомые. Второй ярус заселен гнездящимися ниже птицами, белками. Третий ярус населяют млекопитающие леса (косули, лоси, волки, лисицы), подстилку из трав и листьев населяют черви, личинки, жуки.

Временная ярусность: сезонные перелеты птиц, время гнездовий, кладки яиц.

Экология__Вопросы и ответы уровня «С»

Почему численность промысловых рыб может резко сократиться при уничтожении в водоеме хищных рыб?

1) уничтожение хищников приводит к резкому возрастанию численности растительноядных рыб и усилению конкуренции между ними;

2) большая численность растительноядных рыб способствует уменьшению кормовой базы, распространению среди них различных заболеваний, это приведет к массовой гибели рыб.

К каким изменениям в экосистеме луга может привести сокращение численности насекомых-опылителей?

1) сокращению численности насекомоопыляемых растений, изменению видового состава растений;

2) сокращению численности и изменению видового состава растительноядных животных; 3) сокращению численности насекомоядных животных.

На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы лесу вырос один филин массой 3,5 кг, если цепь питания имеет вид:

зерно злаков - мышь полевка - хорь - филин.

1) согласно правилу экологической пирамиды, биомасса каждого последующего трофического уровня уменьшается

приблизительно в 10 раз;

2) следовательно, для питания филина надо 35 кг биомассы хорька (если масса одного хорька около 0,5 кг, то это -

70 хорьков, для питания хорьков необходимо 350 кг биомассы мышей полевок (если мышь полевка весит около

100 г, то это 35 000 полевок), которым для питания нужно 3 500 кг зерна.

Чем опасны кислотные дожди?

Прежде всего, оксиды тяжелых металлов, которые попадают в почву вместе с дождями, токсичны. Подземные воды проникают в водоемы и отравляют их. В свою очередь, это грозит гибелью населению водоемов. Отравляющие вещества также влияют на состав почвы, на корневые системы растений, а это приводит к угнетению их жизнедеятельности и гибели.

Чем структура биоценоза смешанного леса отличается от структуры биоценоза, березовой рощи?

1) Числом видов;

2) числом ярусов;

3) видовым составом, разнообразием видов.

Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?

1. Большим биоразнообразием и разнообразием пищевых связей и цепей.

2. Сбалансированным круговоротом веществ.

3. Участием солнечной энергии в круговороте веществ и продолжительными сроками существования.

В чем отличие биогеоценоза и экосистемы?

Экосистема имеет произвольные границы (от капли воды с микроорганизмами до биосферы), в то время как границы биогеоценоза определены характером растительного покрова. Понятие экосистема употребляется как для описания простых частей биогеоценоза (гниющий пень в лесу), так и для искусственных комплексов (аквариум). Биогеоценоз - сугубо наземное образование, имеющее четкие границы.

Экосистема и биогеоценоз - понятия близкие, но не тождественные. Любой биогеоценоз является экосистемой. Например, лес - это экосистема, но когда конкретизируем тип леса - ельник, черничник - это биогеоценоз.

Почему в популяциях иногда наблюдается взрыв численности особей, а затем - ее резкое падение?

Это происходит по ряду причин. Например, при избытке корма и небольшом количестве хищников численность в популяции возрастает. А в связи с увеличением численности особей уменьшается количество кормов, увеличивается количество хищников + масса животных в поисках пищи ищет новые места обитания, при этом некоторые особи погибают. Все вышеперечисленное приводит к уменьшению численности особей.

Что является обязательным звеном пищевой цепи агроценоза?

Обязательным звеном пищевой цепи агроценоза является человек.

В стеблях некоторых растений живут муравьи. Какая польза растению от муравьев, а муравьям от растения?

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

Элементы ответа:

1) согласно правилу экологической пирамиды, биомасса каждого последующего трофического уровня уменьшается приблизительно в 10 раз;

2) следовательно, для питания дельфина надо 3 т хищной рыбы, для ее питания необходимо 30 т нехищной рыбы, которой для питания нужно 300 т планктона.

В Америке многие птицы вьют гнезда в колючих зарослях кактусов. Как называется такое взаимодействие между живыми организмами и в чем его биологический смысл?

Элементы ответа:

1) такое взаимодействие взаимовыгодно и называется симбиозом;

2) заросли колючих кактусов защищают гнезда птиц от хищников;

3) птицы уничтожают насекомых, вредителей кактусов, и удобряют пометом почву.

На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно злаков, чтобы произошло развитие одного беркута массой 7 кг, если цепь питания имеет вид: злаки - кузнечики - лягушки - змеи - беркут.

Элементы ответа:

2) согласно правилу экологической пирамиды, биомасса каждого последующего трофического уровня уменьшается

приблизительно в 10 раз;

2) следовательно, для питания беркута надо 70 кг змей (если масса одной змеят 200 г, то это 350 змей), для питания этих змеи необходимо 700 кг лягушек (если масса лягушки 100 г, то это 7000 лягушек), для питания этих лягушек нужно 7 т кузнечиков, а для питания этих кузнечиков необходимо 70 т злаковых растений.

Рыбаки знают, что в реках и ручьях, освоенных бобрами, водится больше рыбы, чем в водоемах, где бобров нет. Объясните этот факт?

Элементы ответа:

1) бобры строят плотины, которые препятствуют сносу по течению мелких водных животных, служащих кормом

2) стоячая и неглубокая вода в прудах, запруженных бобрами, хорошо прогревается, что способствует созданию

условий для нереста речной рыбы и благоприятному развитию мальков.

Каковы механизмы действия антропогенного фактора на биоценозы?

Элементы ответа:

воздействие на биоценозы в результате развития городов, ведения сельского хозяйства, вырубки лесов и т.п., что приводит к изменению ареалов видов и нарушению их популяционной структуры;

загрязнение окружающей среды, что может угнетать жизнедеятельность отдельных видов и их сообществ, вызы­вать гибель организмов и стимулировать мутационный процесс;

истребление отдельных видов (например, ценных с промысловой или охотничьей точки зрения).

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

Элементы ответа:

1) в роще сквозь кроны деревьев проходит значительно больше света, чем в еловом лесу, свет является лимитирующим фактором для многих растений;

2) в еловом лесу могут существовать только теневыносливые травянистые растения.

Каковы свойства биогеоценоза?

Биогеоценоз - открытая, саморегулирующаяся система, обладающая устойчивостью, способная к обмену веществ и энергии. Биоценоз - част биосферы. Биогеоценоз состоит из абиотической и биотической составляй щей. Он характеризуется биомассой, плотностью популяций, его составляющих, разнообразием видов. Живыми компонентами биогеоценоза являются продуценты (растения), консументы (животные), редуценты (бактерии и грибы).

В пищевые цепи природных биогеоценозов включены разные функциональные группы: продуценты, консументы, редуценты. Объясните, какую роль играют организмы этих групп в круговороте веществ и превращении энергии.

Элементы ответа:

1) Продуценты - организмы, производящие органические вещества из неорганических, являются первым звеном пищевой цепи и экологической пирамиды. В органических веществах, возникших в результате процессов фото- или хемосинтеза, происходит накопление энергии.

2) Консументы - организмы, потребляющие готовые органические вещества, созданные продуцентами, но не доводящие разложение органических веществ до минеральных составляющих. Они используют энергию органических веществ для своих процессов жизнедеятельности.

3) Редуценты - организмы, в ходе жизнедеятельности превращающие органические остатки в неорганические вещества, которые включаются в круговорот веществ в природе. Выделяющуюся при этом энергию редуценты используют для своих процессов жизнедеятельности.

Что служит основой стабильности экосистем?

Элементы ответа:

1) разнообразие видов растений, животных и других организмов

2) разветвленные цепи (сети) питания, наличие нескольких трофических уровней

3) сбалансированный круговорот веществ

Чем определяется устойчивость естественных экосистем?

Элементы ответа:

1) видовым разнообразием

2) числом звеньев в цепи питания

3) саморегуляцией и самовозобновлением

4) замкнутым круговоротом веществ

Что называют популяционными волнами?

Колебания численности особей в популяции

Численность популяции окуней в реке сокращается в результате загрязнения воды сточными водами, уменьшения численности растительноядных рыб, уменьшения содержания кислорода в воде зимой. Какие группы экологических факторов представлены в данном перечне?

1) Антропогенные.

2) Биотические.

3) Абиотические.

Для борьбы с насекомыми-вредителями человек применяет химические вещества. Укажите не менее 3-х изменений жизни дубравы в случае, если в ней химическим способом будут уничтожены все растительноядные насекомые. Объясните, почему произойдут эти изменения.

Элементы ответа:

1) численность насекомоопыляемых растений резко сократится, так как растительноядные насекомые являются опылителями растений;

2) резко сократится численность или исчезнут насекомоядные организмы (консументы II порядка) из-за нарушения цепей питания;

3) часть химических веществ, которыми уничтожали насекомых, попадет в почву, что приведет к нарушению жизнедеятельности растений, гибели почвенной флоры и фауны, все нарушения могут привести к гибели дубравы.

В некоторых лесных биоценозах для защиты куриных птиц проводили массовый отстрел дневных хищных птиц. Объясните, как отразилось это мероприятие на численности куриных.

Элементы ответа: 1) вначале численность куриных возросла, так как были уничтожены их враги (естественно регулирующие численность); 2) затем численность куриных сократилась из-за нехватки корма; 3) возросло число больных и ослабленных особей из-за распространения болезней и отсутствия хищников, вследствие чего их численность уменьшилась.

В чем состоит экологическое значение клубеньковых бактерий для растений?

Клубеньковые бактерии образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям.

Как называется экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, и тем самым он ограничивает распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными?

Лимитирующий фактор / ограничивающий фактор.

Как называются связи между организмами, когда один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида?

Фабрические связи.

В чем различия наземно-воздушной и водной сред обитания?

Элементы ответа:

1) плотностью;

3) амплитудой колебания температур;

4) освещенностью.

Какие существуют механизмы торможения роста численности популяций при возрастаний ее плотности?

Элементы ответа:

1) повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;

2) усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается;

3) происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

В чем основные отличия агроценозов от естествен­ ных биоценозов?

Элементы ответа:

1) незначительное видовое разнообразие;

2) неполный круговорот веществ;

3) источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека;

4) отсутствие саморегуляции.

Объясните, как будет происходить самовосстановление части елового леса, выгоревшего в результате лесного пожара.

Элементы ответа:

1) первыми развиваются травянистые светолюбивые растения;

2) потом появляются всходы березы, осины, сосны, семена которых попали с помощью ветра, образуется мелколиственный или сосновый лес;

3) под пологом светолюбивых пород развиваются теневыносливые ели, которые впоследствии полностью вытеснят другие деревья.

Объясните преимущество биологических методов борьбы с вредителями над с химическими.

Предотвращается загрязнение среды, при этом сохраняется фауна и флора.

Какова основа формирования разнообразных цепей питания в экосистемах?

Элементы ответа:

1)разнообразие видов, наличие среди них продуцентов, консументов, редуцентов;

2)питание видов разнообразной пищей (широкая пищевая специализация).

Почему считают конкурентными отношения между щукой и окунем в экосистеме реки?

Элементы ответа:

1) являются хищниками, питаются сходной пищей;

2) обитают в одном водоеме, нуждаются в сходных условиях для жизни, взаимно угнетают друг друга.

Почему может резко сократиться численность промысловых растительноядных рыб при уничтожении в водоеме хищных рыб?

Элементы ответа:

1)уничтожение хищников приводит к резкому возрастанию численности растительноядных рыб и усилению конкуренции между ними;

2)большая численность растительноядных рыб способствует уменьшению кормовой базы, распространению среди них различных заболеваний, это приведет к массовой гибели

Составьте пищевую цепь и определите консумента второго порядка, используя всех названных представителей: ястреб, цветки яблони, большая синица, жук яблонный цветоед.

Элементы ответа:

1) цветки яблони -жук яблонный цветоед -большая синица -ястреб

2) консумент второго порядка - большая синица

Почему в настоящее время в нижних слоях атмосферы сокращается концентрация кислорода?

Элементы ответа:

1) сокращение зеленого покрова Земли в результате вырубки лесов и гибели фитопланктона Мирового океана вследствие его загрязнения;

2) потребление кислорода транспортными средствами и промышленностью.

В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли?

Элементы ответа:

1) в биосфере протекают биогеохимические процессы, проявляется геологическая деятельность всех организмов;

2) непрерывный биогенный круговорот веществ, регулируемый деятельностью организмов;

3) биосфера преобразует энергию Солнца в энергию органических веществ.

В.И. Вернадский писал: "На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом". Объясните, какие изменения произошли в литосфере благодаря жизнедеятельности живых организмов.

Элементы ответа:

1) образование почвы;

2) формирование ряда полезных ископаемых: каменный и бурый уголь, торф, известняк и др.;

3) разрушение горных пород.

Почему в городской среде появляется влажный смог?

Причинами появления влажного смога в городах являются высокое содержание в воздухе загрязняющих веществ, пыли, дыма и влажная безветренная погода.

Почему необходимо поддерживать биоразнообразие для сохранения биосферы?

Элементы ответа:

1)биоразнообразие - основа разнообразных цепей и сетей питания в экосистемах биосферы;

2)разнообразие цепей и сетей питания - основа сбалансированного круговорота веществ, сохранения целостности биосферы;

3)сбалансированный круговорот веществ - основа устойчивости, саморегуляции и сохранения биосферы.

Какие организмы входят в состав планктона?

В Мировом океане существует три скопления биомассы: минеральное, бентос и планктон. Планктон образуется в верхних слоях воды, прогреваемых и освещаемых солнцем. Планктон весьма разнообразен. Это одноклеточные, а также примитивные многоклеточные растения и животные, объединенные общим свойством: плотность их тела равна плотности воды. Благодаря этому планктонные организмы не тонут и не всплывают, они взвешены в воде, как бы парят в ней (буквальный перевод этого термина- «парящий»).

Формулируем ответ: «Планктон населяет верхний слой воды на глубину до 100 м и представлен организмами, взвешенными в воде. Различают фитопланктон (одноклеточные и нитчатые водоросли) и зоопланктон (простейшие, веслоногие рачки)».

Почему цепи питания не бывают длинными и обычно состоят из 4-5 звеньев?

При передаче вещества и энергии значительная часть энергии теряется (см. справочный материал). Поэтому каждому новому звену пищевой цепи достается все меньше и меньше энергии. Полная потеря энергии прекращает пищевую цепь. Причина в нехватке энергии, которая теряется в каждом звене пищевой цепи.

Как связаны между собой понятия биотоп и биоценоз?

Биоценоз - совокупность популяций разных видов, совместно существующих в природе. Биотоп (местообитание) - территория, занимаемая в природе биоценозом. Объединяясь с биотопом, биоценоз создает единую систему живых и неживых компонентов - биогеоценоз. Любой биоценоз объединяется со своим биотопом в целостную систему - биогеоценоз.

Какое значение для живых организмов имеет изменение продолжительности светового дня?

Изменение продолжительности дня (фотопериода) для большинства растений и животных является главным фактором регуляции сезонных циклов. Реакция организмов на изменение продолжительности дня называется фотопериодизмом. Так, уменьшение длины дня определяет наступление зимнего покоя у растений и холоднокровных животных, стремление к перелету у птиц, линьку у млекопитающих и т. д. Весенний, удлиняющийся день стимулирует сокодвижение у деревьев и кустарников, развитие побегов из почек, проявление гнездовых инстинктов у птиц и т. д. Фотопериод служит точным астрономическим предвестником сезонных изменений температуры и других условий.

В чем причина парникового эффекта?

Парниковый эффект - процесс постепенного потепления на нашей планете в результате увеличения концентрации в атмосфере антропогенных примесей (диоксида углерода, метана, оксида азота, озона, фреонов), которые, пропуская солнечные лучи, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с земной поверхности. Часть этого поглощенного теплового излучения отражается атмосферой, возвращается обратно к земной поверхности и нагревает приземный слой воздуха, создавая парниковый эффект. Основным источником углекислого газа антропогенного происхождения является сжигание угля, нефти, газа и другого топлива.

К каким последствиям может привести внесение в почву избытка минеральных удобрений?

К загрязнению окружающей среды.

Для борьбы с насекомыми-вредителями человек применяет химические вещества. Укажите не менее 3-х изменений жизни дубравы в случае, если в ней химическим способом будут уничтожены все растительноядные насекомые. Объясните, почему они произойдут.

Элементы ответа:

1) численность насекомоопыляемых растений резко сократится, так как растительноядные насекомые являются опылителями растений;

2) резко сократится численность или исчезнут насекомоядные организмы (консументы II порядка) из-за нарушения цепей питания;

3) часть химических веществ, которыми уничтожали насекомых, попадет в почву, что приведет к нарушению жизнедеятельности растений, гибели почвенной флоры и фауны, все нарушения могут привести к гибели дубравы.

Каковы биохимические функции живого вещества?

Биохимические функции живого вещества:

1. Энергетическая функция - аккумуляция растениями солнечной энергии (или химической - некоторыми бактериями) и передача ее по пищевым цепям. Зеленые растения образуют 99% первичной продукции планеты (около 150-200 млрд. т сухого органического вещества в год).

2. Газовая - выделение и поглощение кислорода, углекислого газа, метана, сероводорода в процессе фотосинтеза, дыхания, процессов жизнедеятельности.

3. Концентрационная функция - увеличение и накопление организмами-концентраторами в своих жилах некоторых химических элементов (азота, фосфора, кремния, кальция, магния). В результате этой деятельности произошли накопления известняка, торфа, каменного угля и т. п.

4. Окислительно-восстановительная функция заключается в окислении веществ, содержащих атомы с переменной степенью окисления. Например, окисление углеводов до углекислого газа и восстановление его до углеводов.

5. Деструкционная функция заключается в минерализации органических останков до минеральных соединений, которые вовлекаются в биологический круговорот.

В чем состоит заслуга научных идей В. И. Вернадского?

Смысл учения В.И. Вернадского о биосфере заключается в том, что он показал роль живых организмов в геохимической эволюции планеты Земля. Эта идея позволила осознать роль биосферы в судьбе каждого отдельного человека и человечества в целом. Так как биосфера представляет собой глобальную экологическую систему, а человек часть этой системы, то деятельность человека в биосфере может оказаться как полезной, так и пагубной для ее существования.

Каково участие функциональных групп организмов в биосферном круговороте веществ?

Элементы ответа:

1)продуценты синтезируют органические вещества из неорганических (углекислого газа, воды, азота, фосфора и других минеральных веществ), выделяют кислород;

2)все функциональные группы организмов используют и преобразуют органические вещества, окисляют их в процессе дыхания, поглощая кислород и выделяя

углекислый газ и воду;

3)редуценты разлагают органические вещества до неорганических соединений азота, фосфора и др., возвращая их в среду.

Какие организмы в экосистеме способствуют разло­ жению органических отходов?

Под органическими отходами следует понимать мертвое ор­ганическое вещество. Минерализуют (разлагают) мертвое органи­ческое вещество деструкторы (редуценты).

Ответ: Редуценты - бактерии, низшие грибы, некоторые черви.

Почему отношения между лосями и зубрами в экоси­ стеме смешанного леса считают конкуренцией?

Ключевое понятие, определяющее формулировку ответа, -«конкуренция».

Конкуренция - это антагонистические отношения между ор­ганизмами (в данном случае между разными видами), которые ис­пользуют одни и те же ресурсы (пищу, территорию, свет и т. п.)

Лоси и зубры растительноядные животные.

Ответ: Они питаются одинаковой растительной пищей.

Что регулирует сезонные явления в жизни орга­ низмов?

Важную роль в регуляции активности живых организмов и их развития играет продолжительность воздействия света - фо­ топериод. Изменение продолжительности светового дня представ­ляет собой как бы пусковой механизм, последовательно включаю­щий физиологические процессы, приводящие к росту, цветению растений весной, плодоношению летом и сбрасыванию листьев осенью, а также к линьке и накоплению жира, миграции и размно­жению у птиц и млекопитающих, наступлению покоя у насекомых.

Ответ: Изменение продолжительности дня (фотоперио­дизм).

Массовое истребление волков в ряде регионов при вело к снижению численности копытных, напри­ мер оленей. Чем это можно объяснить?

Ответ: Волки выполняют роль санитаров, уничтожают больных и слабых животных, осуществляя роль естественного от­бора. Исчезновение волков приводит к распространению болезней среди копытных и снижению их численности.

Почему в наземной пищевой цепи от звена к звену, как правило, уменьшается биомасса?

Для ответа необходимо использовать правило экологической пирамиды и определение понятия «биомасса».

Ответ: На процессы жизнедеятельности в каждом звене пищевой цепи расходуется энергия, заключенная в органических ве­ществах, часть ее (80-90 %) рассеивается в пространстве в виде тепла.

Каковы причины смены биогеоценозов?

Ответ:

причины смены биогеоценозов: изменение климата, деятельность человека, стихийные явления природы, а также измене­ние среды обитания проживающими в них видами;

вытеснение старых видов более конкурентоспособными видами;

увеличение видового разнообразия, цепей питания, ста­новление замкнутого круговорота веществ - причины появления более устойчивого биогеоценоза.

Объясните, как осуществляется саморегуляция в водоеме на примере соотношения численности щук и плотвы .

Саморегуляция в экосистемах основана на пищевых связях. В данном примере щука - хищник, потребляющий плотву в пищу.

Ответ:

1) при увеличении численности плотвы увеличивается чис­ленность щук;

2) увеличение численности щук приводит к сокращению численности плотвы;

3) таким образом осуществляется саморегуляция рыб в водоеме

Чем отличается наземно-воздушная среда от вод­ ной?

В ответе необходимо выделить свойства, характерные толь­ ко для наземно-воздушной среды.

Ответ:

различиями в колебаниях температуры (широкая амплиту­да колебаний в наземновоздушной среде);

степенью освещенности (больше, чем в водной);

плотностью (менее плотная, чем водная).

Клевер произрастает на лугу, опыляется шмелями. Какие биотические факторы могут привести к со­ кращению численности популяции клевера?

Биотические факторы - факторы живой природы. Ответ:

1) уменьшение численности шмелей;

увеличение численности растительноядных животных;

размножение растений-конкурентов (злаков и др.).

Почему лосей относят к первичным консументам?

Ответ:

питаются растениями, потребляя их органические вещества;

используют заключенную в органических веществах энергию;

служат пищей для хищных животных.

В процессе повседневной жизни далеко не каждый человек замечает свое взаимодействие с различными Спеша на работу, вряд ли кто-то, кроме разве что профессионального эколога или биолога, обратит особое внимание на то, что он пересек сквер или парк. Ну прошел и прошел, что с того? А ведь это уже биоценоз. Примеры подобного невольного, но постоянного взаимодействия с экосистемами каждый из нас сможет вспомнить, если только задумается. Постараемся более детально рассмотреть вопрос о том, что же такое биоценозы, какими они бывают и от чего зависят.

Что такое биоценоз?

Скорее всего, мало кто помнит, что изучал в школе биоценозы. 7 класс, когда по биологии проходят эту тему, остался далеко в прошлом, да и вспоминаются совсем другие события. Напомним, что же такое биоценоз. Слово это образовано путем слияния двух латинских слов: «биос» — жизнь и «ценоз» — общие. Обозначает этот термин совокупность обитающих на одной территории, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой микроорганизмов, грибов, растений и животных.

Любое биологическое сообщество включает в себя такие компоненты биоценоза:

• микроорганизмы (микробиоценоз);
• растительность (фитоценоз);
• животные (зооценоз).

Каждая из этих составляющих играет важную роль и может быть представлена особями разных видов. Однако следует отметить, что фитоценоз является ведущим компонентом, определяющим микробиоценоз и зооценоз.

Когда появилось это понятие?

Понятие «биоценоз» было предложено немецким гидробиологом Мёбиусом еще в конце XIX века, когда он изучал в Северном море места обитания устриц. Во время исследования он установил, что эти животные могут жить только в строго определенных условиях, характеризуемых глубиной, скоростью течения, соленостью и температурой воды. Кроме того, Мёбиус отмечал, что вместе с устрицами на одной территории обитают строго определенные виды морских растений и животных. Исходя из полученных данных, в 1937 году ученый ввел рассматриваемое нами понятие для обозначения объединения групп живых организмов, обитающих и сосуществующих на одной территории, вследствие исторического развития видов и длительного Современное понятие «биоценоз» биология и экология трактуют несколько иначе.

Классификация

Сегодня существуют несколько признаков, согласно которым можно классифицировать биоценоз. Примеры классификации на основании размеров:

• макробиоценоз (море, горные массивы, океаны);
• мезобиоценоз (болото, лес, поле);
• микробиоценоз (цветок, старый пень, листок).

Также биоценозы могут быть классифицированы в зависимости от места обитания. Основными признаны следующие три типа:

• морской;
• пресноводный;
• наземный.

Каждый из них может быть разделен на соподчиненные, более мелкие и локальные группы. Так, морские биоценозы могут быть подразделены на бентические, пелагические, шельфовые и другие. Пресноводные биологические сообщества бывают речными, болотными и озерными. Наземные биоценозы включают береговые и внутриконтинентальные, горные и равнинные подтипы.

Самой простой классификацией биологических сообществ является их разделение на естественные и искусственные биоценозы. Среди первых выделяют первичные, образовавшиеся без влияния человека, а также вторичные, которые подверглись изменению из-за воздействия природных стихий либо деятельности человеческой цивилизации. Рассмотрим более подробно их особенности.

Естественные биологические сообщества

Естественные биоценозы представляют собой объединения живых существ, созданные самой природой. Такие сообщества являются природными системами, которые складываются, развиваются и функционируют по своим особым, собственным законам. Немецкий эколог В. Тишлер выделил следующие особенности, характеризующие подобные образования:

1. Возникают сообщества из готовых элементов, которыми могут выступать как представители отдельных видов, так и целые комплексы.

2. Отдельные части сообщества могут быть заменяемыми. Так, один вид может быть вытеснен и полностью заменен другим, имеющим сходные требования к условиям существования, без отрицательных последствий для всей системы.

3. Из-за того, что в биоценозе интересы различных видов противоположны, то вся надорганизменная система основывается и существует благодаря уравновешиванию сил, направленных противоположно.

Кроме того, в биологических сообществах есть эдификаторы, то есть животные или растительные виды, которые создают необходимые условия для жизни другим существам. Так, к примеру, в степных биоценозах мощнейшим эдификатором является ковыль.

Для того чтобы оценить роль того или иного вида в структуре биологического сообщества, применяются показатели, базирующиеся на количественном учете, такие как его обилие, частота встречаемости, индекс разнообразия Шеннона и видовое насыщение.

Вопрос 1. Докажите, что пространственная и временная ярусность повышают устойчивость био­ценоза.

Пространственная и временная ярус­ность позволяет большому количеству ви­дов уживаться на одной территории, так как обеспечивает более широкое исполь­зование света, тепла, влаги и тем самым уменьшает конкуренцию. А у сообщества с большим видовым разнообразием шире возможность приспособления к меняю­щимся условиям живой и неживой приро­ды, т. е. выше устойчивость.

Вопрос 2. Приведите известные вам примеры, подтверждающие наличие временной или про­странственной ярусности у животных.

Примером пространственной ярусности у животных может служить распределе­ние гнездовий у птиц. Есть виды птиц, гнездящиеся на земле (куриные, тетере­виные, овсянки, коньки и др.), в кустар­никовом ярусе (снегири, славки, соловьи, певчие дрозды и др.), в кронах деревьев (корольки, щеглы, зяблики и др.).

Временную ярусность иллюстрируют различные календарные сроки гнездова­ния. Так, например, зяблики выводят птенцов весной, а клесты — зимой.

Вопрос 3. Почему есть консументы II и более порядков, но нет продуцентов II порядка?

Продуцентами являются организмы, которые производят первичные органиче­ские вещества из неорганических. Напри­мер, растения, используя энергию солнца, производят их из углекислого газа и во­ды. Поэтому продуцентов II порядка быть не может. Все они относятся к первому трофическому уровню.

Консументы — это потребители органи­ческих веществ. Их можно разделить на растительноядных и хищных, т. е. отнес­ти к I и II порядку.

Вопрос 4. Почему в естественных биоценозах значительно реже, чем в искусственных, наблюда­ются случаи массового размножения вредителей?

Это объясняется тем, что в естествен­ных биоценозах видовой состав и взаимо­отношения между видами сбалансирова­ны. Внедрение в устойчивую систему есте­ственного биоценоза инородного вида и его массовое размножение затруднитель­но. В искусственном же биоценозе законы взаимодействия между видами направ­ленно нарушены (для получения высокой продуктивности одного вида) и массовому размножению вредителей нет естествен­ных преград.

53. Естественные и искусственные биоценозы

5 (99%) 60 votes

На этой странице искали:

• докажите что пространственная и временная ярусность повышают устойчивость биоценоза
• докажите что пространственная и временная ярусность повышают устойчивость
• докажите что пространственная и временная ярусность
• почему есть консументы 2 и более порядков но нет продуцентов 2 порядка
• Докажите что пространственная и временная ярусность повышают