Роботу виконав студент заочного факультету ЯГТУ
Спеціальності: "Автоматизація технологічних процесів і виробництв".
Група: ЗА-44 Шифр: З-97004
Роман Вікторович
Популяція - угруповання особин одного виду, здатна до самовідтворення на певній території. Популяція має вікову структуру - співвідношення численностей особин різного віку, статеву структуру - співвідношення кількості самців і самок, генетичну і фенетіческую структуру - співвідношення особин з різними генотипами і фенотипами, просторову структуру - особливості розміщення особин у просторі. Дослідження структури популяції має важливе практичне значення: вони дозволяють проводити оптимальний вилов промислових тварин, прогнозувати спалахи чисельності шкідників і т.п. Розміри популяції можуть зрости в результаті імміграції з сусідніх популяцій або за рахунок розмноження особин. Одним з показників розмноження є плодючість, яка вимірюється числом нащадків однієї жіночої особини. Плодючість можна висловлювати різними способами, які залежать від цілей вивчення і від особливостей досліджуваного організму. Говорячи про ссавців, користуються терміном народжуваність, яку визначають як число нащадків, вироблених однією самкою за рік. У людини народжуваність зазвичай виражається числом народжень на 1000 чоловік за рік. Але найважливіший фактор - це баланс народжуваності і загибелі. В результаті взаємних пристосувань різних видів в біогеоценозі встановлюється визначений для кожного виду рівень коливань. Для одних видів коливання не великі, для інших можуть бути значними, і вигляд рідкісний в даному році, в наступному році може стати звичайним, або навпаки. Наприклад, зменшення їжі веде до зменшення популяції. У наступному році їжі багато - популяція збільшується. А збільшення популяції швидкими темпами дуже скоро гальмується, оскільки різко зростає число паразитів. Дуже часто на чисельність впливає погода. Процес саморегуляції в діброві проявляється в тому, що все різноманітне населення існує спільно, не знищуючи повністю один одного, а лише обмежуючи чисельність особин
Спільнота - це сукупність взаємодіючих популяцій, які займають певну територію, живий компонент екосистеми. Спільнота функціонує як динамічна одиниця з різними трофічними рівнями, через нього проходить потік
енергії і відбувається кругообіг поживних веществВместе з неживими (абиотическими) компонентами середовища співтовариство становить екосистему. Спільноти з відносно однотипної рослинністю називаються биоценозами (наприклад, біоценоз луки, болота). Структура спільноти створюється поступово протягом певного часу. Прикладом служить заселення організмами оголеною гірської породи на недавно утворився вулканічному острові. Дерева і чагарники не можуть рости на голій скельній породі, так як тут немає необхідної для них грунту. Однак водорості та лишайники різним способом потрапляють на такі території і заселяють їх утворюючи піонерні спільноти Поступове накопичення відмерлих і розкладаються організмів і ерозія гірської породи в результаті вивітрювання призводять до формування шару грунту, достатнього для того щоб тут могли поселитися більші рослини, такі як мохи і папороті. Зрештою за цими рослинами підуть ще більші і вимогливі до живильних речовин форми - насінні рослини, трави, чагарники і дерева. Така зміна одних видів іншими за певний період часу називається екологічної сукцесії Завершальне співтовариство - стійке, самооновлюватися і знаходиться в рівновазі з середовищем - наз. клімаксним спільнотою. прикладом може служити листопадний ліс
Екосистема - найбільше велике функціональну єдність. Сукупність всіх організмів, що становлять біом, а також різних відносин, які їх пов'язують один з одним, і всіх їх взаємодій із середовищем - все це становить екосистему. Отже, функціональна система, що включає в себе співтовариство живих істот і їх середовище проживання, називається екологічною системою
Біогеоценоз - еволюційно що склалася, просторово обмежена, які тривалий час самопідтримується, однорідна природна система функціонально взаємопов'язаного комплексу живих організмів і навколишнього їх абіотичного середовища. Живими компонентами біогеоценозів служать автотрофні організми - продуценти (зелені рослини) і гетеротрофні організми (тварини, гриби), що становлять два средообразующих (екологічних) компонента - консументів (травоїдні тварини, хижаки), що регулюють кількість продуцентів, і редуцентов. розкладають органічну речовину продуцентів, консументів і продуктів їх обміну речовин до мінеральних складових. Всередині екосистеми містять енергію органічні речовини створюються автотрофними організмами і служать їжею (джерелом речовини і енергії) для гетеротрофів. Кругообіг речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя. Він виник в процесі становлення життя і ускладнювався в ході еволюції живої природи. З іншого боку, щоб в біогеоценозі був можливий круговорот речовин, необхідна наявність в екосистемі організмів, що створюють органічні речовини з неорганічних і перетворюють енергію випромінювання сонця, а також організмів, які використовують ці органічні речовини і знову перетворюють їх на неорганічні сполуки. Всі організми за способом живлення поділяються на дві групи - автотрофи і гетеротрофи. Автотрофи (переважно рослини) для синтезу органічних речовин використовують неорганічні сполуки навколишнього середовища. Гетеротрофи (тварини, людина, гриби, бактерії) харчуються готовими органічними речовинами, які синтезували автотрофи. Отже, гетеротрофи залежать від автотрофів. У будь-якому біогеоценозі дуже скоро вичерпалися б всі запаси неорганічних сполук, якби вони не поновлювалися в процесі життєдіяльності організмів. В результаті дихання, розкладання трупів тварин і рослинних залишків органічні речовини перетворюються на неорганічні сполуки, які повертаються знову в природне середовище і можуть знову використовуватися автотрофами. Таким чином, в біогеоценозах в результаті життєдіяльності організмів безперервно здійснюється потік атомів з неживої природи в живу і назад, замикаючись в круговорот. Для кругообігу речовин необхідний приплив енергії ззовні. Джерелом енергії є Сонце. Рух речовини, викликане діяльністю організмів, відбувається циклічно, воно може бути використано багаторазово, в той час як потік енергії в цьому процесі має односпрямований характер. Енергія випромінювання Сонця в біогеоценозі перетвориться в різні форми: У енергію хімічних зв'язків, в механічну і, нарешті, у внутрішню. З усього сказаного ясно, що круговорот речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя і рослини (автотрофи) в ньому найголовніше ланка.
Приклад: тварина поїдає рослини, це тварина в свою чергу може бути з'їдено іншим тваринам, і також шляхом може відбуватися перенесення енергії через ряд організмів - кожний наступний харчується попереднім, який поставляє йому сировину і енергію. Така послідовність називається харчової ланцюгом. а кожна її ланка - трофічних рівнем (грец. trophos - харчування). Гетеротрофи. первинні - харчуються первинними продуцентами, тобто це травоїдні тварини; вторинні конс. - харчуються травоїдними, таким чином це уде м'ясоїдні тварини, так само як і третьічние конс. поїдають конс. другого порядку. Будь-який біогеоценоз розвивається і еволюціонує. Провідне значення в процесі зміни наземних біогеоценозів належить рослинам, але їх діяльність невіддільна від діяльності інших компонентів системи, і біогеоценоз завжди живе і змінюється як єдине ціле. Зміна йде в певних напрямках, а тривалість існування різних біогеоценозів дуже різна. Прикладом зміни недостатньо збалансованої системи може служити заростання водойми. Внаслідок нестачі кисню в придонних шарах води частина органічної речовини залишається неокисленого і не використовується в подальшому круговороті. У прибережній зоні накопичуються залишки водної рослинності, що утворюють торф'янисті відкладення. Водоймище міліє. Прибережна водна рослинність поширюється до центру водойми, утворюються торф'яні відкладення. Озеро поступово перетворюється на болото. Навколишнє наземна рослинність поступово насувається на місце колишнього водоймища. Залежно від місцевих умов тут може виникнути осоковий луг, ліс або інший тип біогеоценозу. Діброва теж може перетвориться на інший тип біогеоценозу. Наприклад, після вирубки дерев вона може перетвориться на луг, поле (агроценоз) або в щось інше. Правилом екологічної піраміди називається наступна закономірність: завжди кількість рослинної речовини, яка є основою ланцюга харчування, в кілька разів більше, ніж загальна маса рослиноїдних тварин, а маса кожного з наступних ланок харчового ланцюга також уменьшаетсяЧеловек з недавніх пір став дуже активно впливати на життя біогеоценозу. Господарська діяльність людей - потужний фактор перетворення природи. В результаті цієї діяльності формуються своєрідні біогеоценози. До числа їх можна віднести, наприклад, агроценози, що представляють собою штучні біогеоценози, що виникають в результаті сільськогосподарської діяльності людини. Прикладами можуть служити штучно створювані луки, поля, пасовища. Створювані людиною штучні біогеоценози вимагають невпинної уваги і активного втручання в їхнє життя. Звичайно, в штучних і природних біогеоценозах багато схожого і різного, але на цьому ми зупинятися не будемо. Впливає людина і на життя природних біогеоценозів, але, звичайно, не настільки сильно, як на агроценози. Прикладом можуть служити лісництва, створювані для висадки молодих дерев, а також для обмеження мисливського промислу. Прикладом можуть також служити заповідники і національні парки, створювані для охорони якихось певних видів рослин і тварин. Створюються також масові суспільства, що пропагують збереження та охорону навколишнього середовища, такі як суспільство «зелених» і т.п.
Основоположником биогеоценологии був російський вчений В.Н.Сукачев.
Першим з біологів, що ясно вказав на величезну роль живих організмів в утворенні земної кори, був Ж. Б. Ламарк (1744 - 1829). Він підкреслював, що всі речовини, що знаходяться на поверхні земної кулі і що утворюють його кору, сформувалися завдяки діяльності живих організмів. Факти і положення про біосферу накопичувалися поступово в зв'язку з розвитком ботаніки, ґрунтознавства, географії рослин і інших переважно біологічних наук, а також геологічних дисциплін. Ті елементи знання, що стали необхідними для розуміння біосфери в цілому, виявилися зв'язаними з виникненням екології, науки, що вивчає взаємини організмів і навколишнього середовища. Біосфера є визначеною природною системою, а її існування в першу чергу виражається в круговороті енергії і речовин при участі живих організмів.
Дуже важливим для розуміння біосфери було встановлення німецьким фізіологом Пфефером (1845 - 1920) трьох способів харчування живих організмів:
* Автотрофне - побудова організму за рахунок використання речовин неорганічної природи;
* Гетеротрофное - будівля організму за рахунок використання низькомолекулярних органічних сполук;
* Міксотрофное - змішаний тип побудови організму (автотрофне-гетеротрофних).
Біосфера (у сучасному розумінні) - своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами.
Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери.
· Атмосфера - найбільш легка оболонка Землі, яка межує з космічним простором; через атмосферу здійснюється обмін речовини і енергії з космосом.
Атмосфера має кілька шарів:
* Тропосфера - нижній шар, що примикає до поверхні Землі (висота 9-17 км). У ньому состредоточено близько 80% газового складу атмосфери і уся водяна пара;
* Ноносфера - там "жива речовина" відсутня.
Переважаючі елементи хімічного складу атмосфери: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
· Гідросфера - водна оболонка Землі. У наслідок високої рухливості вода проникає повсюдно в різні природні утворення, навіть найбільш чисті атмосферні води містять від 10 до 50 мгр / л розчинних речовин.
Переважаючі елементи хімічного складу гідросфери: Na +, Mg2 +, Ca2 +, Cl-, S, C. Концентрація того чи іншого елемента у воді ще нічого не говорить про те, наскільки він важливий для рослинних і тваринних організмів, що мешкають в ній. У цьому відношенні ведуча роль належить N, P, Si, що засвоюються живими організмами. Головною особливістю океанічної води є те, що основні іони характеризуються постійним співвідношенням у всьому обсязі світового океану.
· Літосфера - зовнішня тверда оболонка Землі, що складає з осадових і магматичних порід. В даний час земною корою прийнято вважати верхній шар твердого тіла планети, розташований вище сейсмічної границі Мохоровичича. Поверхневий шар літосфери, в якому здійснюється взаємодія живої матерії з мінеральної (неорганічної), являє собою ґрунт. Залишки організмів після розкладання переходять у гумус (родючу частину ґрунту). Складовими частинами грунту служать мінерали, органічні речовини, живі організми, вода, гази.
Переважаючі елементи хімічного складу літосфери: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Провідну роль виконує кисень, на частку якого припадає половина маси земної кори і 92% її обсягу, проте кисень міцно пов'язаний з іншими елементами в головних породоутворюючих мінералах. Т.ч. в кількісному відношенні земна кора - це "царство" кисню, хімічно пов'язаного в ході геологічного розвитку земної кори.
Поступово ідея про тісний взаємозв'язок між живою і неживою природою, про зворотний вплив живих організмів і їх систем на навколишні їх фізичні, хімічні і геологічні фактори усе наполегливіше проникала у свідомість вчених і знаходила реалізацію в їхніх конкретних дослідженнях. Цьому сприяли і зміни, що відбулися в загальному підході натуралістів до вивчення природи. Вони все більше переконувалися в тому, що відособлене дослідження явищ і процесів природи з позицій окремих наукових дисциплін виявляється неадекватним. Тому на рубежі ХІХ - ХХ ст. в науку усе ширше проникають ідеї холістичного, або цілісного, підходу до вивчення природи, які в наш час сформувалися в системний метод її вивчення.
Результати такого підходу негайно позначилися при дослідженні загальних проблем впливу біотичних, чи живих, факторів на абіотичні, чи фізичні, умови. Так, виявилося, наприклад, що склад морської води багато в чому визначається активністю морських організмів. Рослини, що живуть на піщаному ґрунті, значно змінюють її структуру. Живі організми контролюють навіть склад нашої атмосфери. Число подібних прикладів легко збільшити, і всі вони свідчать про наявність зворотного зв'язку між живою і неживою природою, в результаті якої жива речовина значною мірою змінює лик нашої Землі. Таким чином, біосферу не можна розглядати у відриві від неживої природи, від якої вона, з одного боку залежить, а з іншого - сама впливає на неї. Тому перед натуралістами виникає задача - конкретно досліджувати, яким чином і якою мірою жива речовина впливає на фізико-хімічні та геологічні процеси, що відбуваються на поверхні Землі й у земній корі. Тільки подібний підхід може дати ясне і глибоке уявлення про концепцію біосфери. Таку задачу саме і поставив перед собою видатний російський учений Володимир Іванович Вернадський (1863 - 1945).
Для біосфери як особливої оболонки земної кулі характерні наступні особливості: 1) в ній є поверхні розділу між речовинами, що знаходяться в твердому, рідкому і газоподібному стані; 2) на неї падає потужний потік енергії від Сонця - основного енергетичного джерела, що забезпечує функціонування біосфери; 3) найважливішу роль у функціонуванні біосфери грає вода.
Життя охоплює всі три фазові оболонки Землі. Живі організми Землі захищені від згубної дії космічних променів (в тому числі ультрафіолетового випромінювання) озоновим шаром атмосфери. Вплив людини на біосферу називають антропогенним фактором. Життєдіяльність людини настільки істотно впливає на біосферу, що В. І. Вернадський, характеризуючи цей вплив людського розуму, ввів поняття "ноосфера", тобто розумна оболонка.