- •Одеський національний політехнічний університет
- •Хіміко-технологічний факультет
- •Кафедра технології неорганічних речовин і екології
- •Конспект лекцій
- •Вклад украинских ученых в экологию
- •1.2. Экология как естественная наука. Место экологии в конгломерате естественных наук.
- •1.3. Структура макроэкологии
- •1.4. Методы экологии
- •1.5. Характеристика научного метода
- •1.5.1. Этапы научного исследования
- •1.5.2 Техника обработки информации
- •1.5.3 Общая схема изучения экосистем
- •1.6. Проблематика экологических исследований
- •Тема 2 Свойства сложных систем
- •2.1 Биосистемы и основные принципы ее структурирования
- •2.1.1 Основные признаки живого
- •2.1.2. Образование биосистемы
- •2.1.3. Принцип эмерджентности
- •2.2. Термодинамическое поведение биосистем
- •2.2.1 Характеристика основных термодинамических параметров
- •2.2.2. Особенности проявления законов термодинамике при функционировании биосистем.
- •2.3. Теорема Пригожина
- •2.3.1. Интерпретация теоремы Пригожина.
- •2.3.2. Следствие из теоремы Пригожена
- •2.4. Общие свойства и параметры систем
- •2.3.1. Свойства сложных биосистем
- •2.4.2. Параметры системы
- •Тема 3: Организация биосферы блок I : Организация экосистемы
- •3.1.1. Структура экосистемы
- •3.1.2. Классификация экосистем
- •Лессовые экосистемы
- •Пресноводные экосистемы
- •Экосистемы мирового океана
- •Экологические явления
- •Блок II : Биоценоз и биогеоценоз
- •2.1. Определение биоценоза
- •Критерии биоценоза
- •2.2 Классификация биоценозов
- •2.3 Свойства биоценозов
- •2.4 Структура биоценозов.
- •2.4.1. Пространственная неоднородность биоценозов
- •2.4.2. Вертикальная структура биоценозов
- •2.4.3. Горизонтальная структура биоценоза
- •2.5. Биогеоценоз
- •2.5.1. Структура биогеоценоза
- •Блок III: видовое разнообразие биоценоза
- •3.1 Характеристика видового набора биоценоза (состава)
- •3.1.1 Видовой состав биоценоза
- •3.1.2 Распределение видов с помощью градиентов среды
- •3.2 Индексы видового разнообразия
- •3.1.4 Зависимость видового насыщения от условий окружающей среды
- •Видовое разнообразие
- •Трофическая структура сообщества
- •3.2.1 Трофические цепи и трофическая сеть сообщества
- •3.2.2. Закон Линдеманна (правило 10%-ов)
- •3.2.3. Пастбищные и детритные трофические цепи
- •3.2.4 Биологические пирамиды
- •Тема 4 организация биосферы
- •Структура и границы биосферы
- •Общая характеристика и определение биосферы
- •Общая структура биосферы
- •4.1.3 Свойства газовой оболочки земли
- •4.2 Гидросфера
- •4.2.1 Структура гидросферы
- •4.2.2 Экологические зоны мирового океана
- •4.3 Биогеохимические принципы Вернадского
- •4.3.1 Основные функции природных систем
- •4.5 Фотосинтез как механизм продуцирования органики
Блок II : Биоценоз и биогеоценоз
2.1. Определение биоценоза
Термин биоценоза в 1877 г. выдвинул Карл Мебиус ( БИОС – жизнь, койноз – совместный).
Биоценоз – это совокупность растений, животных и микроорганизмов, заселяющих один участок суши или водоема. Характеризуются определенными отношениями между собой и приспосабливающиеся к окружающей среде, т.е. биоценоз – это стойкая система авто- и гетеротрофных организмов совместно существующих.
К.Мебиус: « Биоценоз – это объединение живых организмов, которое соответствует по своему составу, количеству видов и организмов некоторым средним условием среды; Объединение, в которое организмы связаны взаимной зависимостью и сохраняются благодаря постоянному размножению в определенных местообитаниях … , если бы одно из условий отклонилось на некоторое время от обычной средней величины, изменился бы весь биоценоз … Биоценоз мог бы так же изменится если бы количество особей одного вида увеличилось или уменьшилось благодаря человеческой деятельности, либо один вид исчез из сообщества, либо наконец в его составе появился новый вид».
После Мебиуса были сделаны основные положения определения биоценоза:
1. в сообщества входят только те группы организмов, которые связаны отношениями обмена ВЭИ;
2. виды, входящие в биоценоз отличаются связями взаимозависимости, а не простого взаимного влияния как в группе;
3. биоценоз находится в непосредственной зависимости от факторов внешней среды;
4. биоценоз – это устойчивое образование, находящееся в состояние эволюционного развития.
Критерии биоценоза
то есть группу организмов можно назвать биоценозом, только если она отвечает следующим критериям:
1. имеет характерный видовой состав;
2. имеет необходимый набор видов.
Биоценоз – это система, в пределах которой реализуется кр-т вещества и прохождение энергии между биотой и окружающей средой, поэтому биоценозом можно назвать только систему, которая содержит все необходимые элементы для трансформации вещества и энергии.
3. биоценоз характеризуется определенной продолжительностью во времени.
Биоценоз с его видовым составом является системой устойчивой и долговременной, хотя его члены имеют различную продолжительность жизни. Биоценозы различаются по возрасту (например, биоценоз тропических лесов имеет геологическую историю, и наряду существуют биоценозы возрастом десятков лет).
4. биоценоз имеет свою территорию и границы.
территория, на которой функционирует отдельный биоценоз отличается однородностью и особенностью условий биотопа. Можно выделить границы между двумя биоценозами, особенно если отличается их биотический и абиотический факторы, чаще всего биоценоз разделяют по характеру фитоценоза.
2.2 Классификация биоценозов
Существует несколько подходов к классификации биоценоза:
1. географический (средовой);
2. историко-периодический;
3. структурно-физиологический;
4. функциональный;
5. экосистемный.
Географический подход заключается в разделении биоценозов по их расположению в различных физ. зонах. Эти зоны отличаются факторами первичной периодичности (количество солнечной энергии и влажность).
Историко-периодический подход позволяет выделить биоценозы по периодам их существования на Земле. Самые длительные периоды существования в океанических биоценозов. Возраст суходолов и пресноводных биоценозов намного меньше. Самые старые леса и озера существуют с конца критичного периода ( это озеро Байкал, тропические и субтропические леса). Самые молодые – биоценозы суши северной Европы, Азии, Америки, возникшие после ледникового периода (≈ 10000 лет назад).
Структурно-физиологический подход связан с характерной структурой растительного покрова и особенностями представителей животного мира.
Функциональный подход связан с особенностями реализации круговорота через характерную для биоценоза трофическую сеть.
Экосистемный подход связан с тем, что понятие биоценоз и понятия сообщество вложенное в экосистему – идентичны. Поэтому в рамках этого подхода классификация биоценоза аналогична классификации экосистем (микро-, мезо-, макроэкосистемы или локальные, региональные, глобальные). По величине и сложности сообщества разделяют биомы, ассоциации, синузии.
Биомы – растительные формации или комплексы представляющие собой однородные сообщества независящие от состава растительности. Они занимают значительные территории и регулируются макроклиматом.
Ассоциации. Биомы неоднородные по составу, в которых можно выделять локальные, четко разделяемые сообщества видов или ассоциации. Ассоциация, по сути, и есть биоценоз в полном значении этого термина.
Сенуция – это микроассоциации (пример, группа берез, отдельно стоящая внутри соснового леса).
Переход от одного биоценоза к другому может быть постепенным через переходную зону. Если это переход от биома к биому, он может занимать десяти километров; от ассоциации к другой занимают несколько метров – экотон – переходная зона.