Задание № 3. Оценка состояния видовой структуры сообществ.

Выполняется по вариантам. Номер варианта определяет преподаватель.

При изучении видовой структуры экосистем рассчи­тываются следующие показатели:

1. Видовое богатство S (число видов).

2. Индекс разнообразия Симпсона Д (чем больше Д приближается к S, тем разнообразнее сообщество):

Д = 1 /Spi²

где pi — доля i вида в суммарной численности особей всех видов (S — знак суммы).

3. Индекс выровненности Симпсона — Е (чем больше этот индекс приближается к 1, тем равномернее пред­ставлены все виды в сообществе):

Е =Д/ S

4. Выделение видов доминантов по численности и биомассе (рассчитать долю вида в процентах по числу особей или биомассе).

5. Выделение видов - эдификаторов сообщества.

6. Выделение редких и малочисленных видов сооб­щества.

7. Графическое определение зависимости числа видов в биоценозе от числа особей, приходящихся на один вид (рисунок), для выявления степени нарушенности биоценоза.

0 Х

Рисунок. Зависимость числа видов сообщества от числа особей, прихо­дящихся на один вид:

у - число видов в биоценозе; х — число особей, приходящихся на один вид; 1 — устойчивый биоценоз; 2 - нарушенный биоценоз

Задание. Сравните видовую структуру разных эко­систем по вышеуказанным показателям, сделайте вывод о видовом разнообразии изучаемых сообществ.

Пример расчета индексов разнообразия и выровненности Симпсона.

На 1 м² луга обнаружены следующие жи­вотные: стрекоза-коромысло — 1, кузнечик зеленый — 25, улитка - янтарка — 6, травяной клоп — 18, тля гороховая — 112, клеверный долгоносик - 42, дождевой червь - 58.

Для расчета индекса разнообразия сообщества живот­ных составляется таблица 1.

Вначале определяется pi каж­дого вида. Например, для получения pi стрекозы - коромысло надо число особей данного вида (1) разделить на суммар­ную численность особей всех видов (262). Полученное де­лимое 0,004 является числом pi стрекозы - коромысло.

Затем на основании данных таблицы рассчитывают­ся индексы Д и Е.

Таблица расчета индекса разнообразия сообщества животных

№ п/п	Вид	pi	pi2	Число особей	Число видов
1	Стрекоза-коромысло	0,004	0,000016	1	1
2	Кузнечик зеленый	0,09	0,0081	25	1
3	Улитка-янтарка	0,02	0,000529	6	1
4	Клоп травяной	0,07	0,00532	18	1
5	Тля гороховая	0,48	0,2304	112	1
6	Долгоносик клеверный	0,16	0,0256	42	1
7	Червь дождевой	0,22	0,0484	58	1
			S = 0,318365	262	S =7

Д= 1 /0,32 = 3,12,

где величина 3,12, указывает на то, что видовое разнооб­разие животных невелико. Видовой состав однообразен.

Е =Д /S = 3,12 / 7 = 0,44,

где величина 0,44 указывает на то, что распределение особей всех видов в данном сообществе неравномерно.

Вариант № 1. На 1 м² болота обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Ива ползучая	2
2	Вороника черная	5
3	Вереск обыкновенный	4
4	Белоус торчащий	15
5	Ситник членистый	40
6	Горец змеиный	31
7	Белозер болотный	12

Вариант № 2. На 1 м² леса обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Коротконожка лесная	2
2	Бор развесистый	1
3	Ожика волосистая	6
4	Купена многоцветковая	9
5	Ландыш майский	15
6	Молочай кипарисовый	11
7	Пролесник многолетний	5

Вариант № 3. На 1 м² обочины дороги обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Росичка кровяная	10
2	Пырей ползучий	45
3	Ячмень мышиный	50
4	Щирица запрокинутая	4
5	Резеда желтая	8
6	Марь многосеменная	15
7	Солянка калийная	6

Вариант № 4. На 1 м² луга обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Плевел многолетний	34
2	Полевица тонкая	26
3	Ожика равнинная	57
4	Щавель туполистный	20
5	Сивец луговой	13
6	Короставник полевой	9
7	Валерианелла малая	67

Вариант № 5. На 1 м² берега обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Двукисточник тросниковый	4
2	Вейник наземный	6
3	Хвостник обыкновенный	15
4	Турча болотная	47
5	Горец земноводный	27
6	Ворсянка лесная	2
7	Лютик ползучий	8

Вариант № 6. В 1 м³ водоема обнаружены следующие растения:

№	виды	количество
1	Рдест курчавый	4
2	Взморник морской	8
3	Кувшинка белая	1
4	Кубышка желтая	7
5	Лютик водяной	4
6	Роголистник темно-зеленый	13
7	Уруть колосистая	1

Вариант № 7. На 1 м³ садовой почвы обнаружены следующие жи­вотные:

№	виды	количество
1	Слизень полевой	23
2	Дождевой червь зловонный	30
3	Крестовик обыкновенный	4
4	Геофил длинноусый	9
5	Медведка обыкновенная	8
6	Личинка майского жука	15
7	Крот обыкновенный	1

Вариант № 8. В 1 м³ водоема обнаружены следующие жи­вотные:

№	виды	количество
1	Планария черная	1
2	Прудовик болотный	4
3	Улитка родниковая	13
4	Гребляк точечный	3
5	Гладыш сизый	2
6	Водяной скорпион	1
7	Плавт клоповидный	21

З А Н Я Т И Е № 4

ТЕМА: БИОСФЕРА – ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.

Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов. Термин “биосфера” (от греч. “биос” - жизнь и “сфера” - шар) ввел австрийский ученый Э. Зюсс в 1875 году.

Верхняя граница биосферы находится на высоте 15-20 км от поверхности Земли, в стратосфере. Нижняя граница жизни проходит по литосфере на глубине 2-3 км и по дну океана в гидросфере (10-12 км). Таким образом, средняя толщина биосферы составляет 12-17 км, а максимальная не превышает 33-36 км. Целостное учение о биосфере создал В.И. Вернадский, изложив его основы в книге “Биосфера”, опубликованной в 1926 году.

Французский математик Леруа ввел понятие о ноосфере, подразумевая под этим современную геологическую стадию развития биосферы. Название “ноосфера” происходит от греческого “ноос” - разум и обозначает, таким образом, сферу разума.

Таким образом, учение В.И. Вернадского о биосфере приобретает особую актуальность в настоящее время, потому что возрастающее воздействие деятельности человека на биосферу Земли привело к возникновению глобальных экологических проблем. Современные масштабы и способы использования современных ресурсов таковы, что начинает разрушаться естественное равновесие биосферы, грозя потерей ее свойства - самовозобновления. Все это поставит под угрозу существование не только биосферы, но и современной цивилизации.

I. Цель занятия:

1. Сформировать представление о биосфере и месте человека в ней.

2. Раскрыть сущность понятия “ноосфера”.

II. Исходные знания:

1. Учение В.И. Вернадского о биосфере.

2. Уровни организации живого.

3. Условия преобразования биосферы в ноосферу.

III. План изучения темы:

1. Понятие биосферы.

2. Типы веществ биосферы.

3. Уровни организации живого вещества.

4. Распределение биогеоценозов в биосфере.

5. Круговороты веществ в биосфере.

6. Развитие ноосферы.

IV. Литература:

1. Биология/ под. ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Высшая школа, 2000. – Т. 2.

2. Биология/ под. ред. Н.В. Чебышева. – М.: ВУНМЦ, 2000 год

3. Иванов В.П., Васильева О.В. Основы экологии (учебник). – СПб: Спецлит, 2010 год. – 272 с.

4. Иванов В.П., Васильева О.В., Иванова Н.В. Общая и медицинская экология (учебник для студентов медицинских вузов). – Ростов-на-Дону: Феникс, 2010 год. – 508 с.

5. Шилов, И.А. Экология. – М.: Высшая школа, 2001. – 512 с.