Нашата планета Земя е нехомогенна по състав, състояние на съставното вещество, физични свойства и процеси, протичащи в него. Като цяло хетерогенността е основното свойство и движеща сила на цялата Вселена, включително нашата планета.

По посока към центъра на Земята могат да се разграничат следните черупки или, с други думи, геосферата: атмосфера, хидросфера, биосфера, земна кора, мантия и ядро. Понякога вътре в твърдата Земя се отличава литосферата, която обединява земната кора и горната мантия, астеносферата или частично разтопен слой в горната мантия и субастеносферната мантия. По-долу ще покажем, че последната класификация на горните геосфери на твърдата Земя е по-оправдана, когато се разглеждат геодинамичните процеси.

Трите външни черупки (атмосфера, хидросфера и биосфера) имат много променливи или дори неопределени граници, но в сравнение с други геосфери те са най-достъпни за пряко наблюдение. Геосферите на твърдата Земя, с изключение на най-горния слой на земната кора, се изучават главно чрез косвени, геофизични методи, така че много въпроси остават нерешени. Достатъчно е да сравним радиуса на Земята - 6370 км и дълбочината на най-дълбоко пробития кладенец - по-малко от 15 км, за да си представим колко малко разполагаме с пряка информация за състава на материята на планетата.

Нека разгледаме основните физически характеристики на отделните геосфери.

Стабилност на населението

Концепцията за устойчивост може да се нарече една от основните в екологията. Всъщност практическият смисъл на всички биоекологични изследвания се дава само от знанието за границите на устойчивост на дадена биологична система към възможно въздействие върху човека. Какво е допустимото ниво на въздействие на човека върху природата, при което тя все още е в състояние да се самолекува? Може би това е един от най-важните въпроси, на които екологът трябва да отговори.

В същото време все още няма категоричност с понятието "устойчивост" в науката за околната среда. Има много подходи към това, което може да се счита за устойчивост и дори повече - какви свойства на природните обекти могат да се считат за критерии за устойчивост. С други думи, какви промени в свойствата на дадена биологична система (организъм, популация, екосистема) показват загуба на стабилност?

Ще се върнем към въпроса за устойчивостта в един от следващите уроци за устойчивост на екосистемата. Междувременно бих искал да очертая основните моменти. Най-често под стабилност се разбира способността на системата да реагира адекватно на промените във външните условия. Стабилността на популацията е способността й да бъде в състояние на динамично (т.е. мобилно, променящо се) равновесие с околната среда: условията на околната среда се променят - популацията също се променя адекватно. Условията се връщат към първоначалната си стойност - популацията също възстановява своите свойства. Стабилността предполага способността да запазва своите свойства, въпреки външните промени.

Едно от най-важните условия за устойчивост (между другото, това е отговорът на една от задачите, ако все още някой го помни) е вътрешното многообразие. Въпреки че дебатът на учените за това как структурното и функционалното многообразие е свързано със стабилността на дадена система не отшумява, няма съмнение, че колкото по-разнообразна е системата, толкова по-стабилна е тя. Например, колкото по-разнообразни в своите генетични наклонности индивидите от популацията, толкова повече шансове, когато се променят условията в популацията, ще има индивиди, способни да съществуват при тези условия.

Разнообразието е общо свойство, което гарантира устойчивостта на биологичните системи. В същото време съществуват и специфични механизми за поддържане на стабилността. По отношение на населението това са преди всичко механизмите за поддържане на определена плътност на населението.

Има три вида зависимост на размера на популацията от нейната плътност.

Първият тип (I) е може би един от най-често срещаните. Както се вижда от фигурата, тип I се характеризира с намаляване на прираста на населението с увеличаване на неговата плътност. Това се осигурява от различни механизми. На първо място, това е намаляване на раждаемостта с увеличаване на плътността на населението. Такава зависимост на плодовитостта (плодовитостта) от плътността на популацията е забелязана, например, за много видове птици. Друг механизъм е увеличаване на смъртността, намаляване на устойчивостта на организмите при повишена плътност на популацията. Дори в човешката популация големите сбирки на хора (тълпа на базара, тълпа в градския транспорт) предизвикват стрес - това са „зачатъци“ на механизма за контрол на плътността, оставен ни от нашите предци. Друг интересен механизъм е промяната на възрастта на пубертета в зависимост от гъстотата на населението.

Вторият тип (II) се характеризира с постоянен темп на нарастване на броя, който рязко спада при достигане на максималния брой. Подобен модел е описан при леминги. Когато беше достигната максималната плътност, те започнаха да мигрират масово; достигайки морето, много леминги се удавиха.

Вътрешната конкуренция е един от най-важните фактори за поддържане на популацията. Той може да се прояви в различни форми, от борбата за места за гнездене до канибализъм.

И накрая, третият тип (III) е типът, характерен за популациите, при които се отбелязва така нареченият „групов ефект“, тоест определена оптимална гъстота на популацията допринася за по-добро оцеляване, развитие и жизнена активност на всички индивиди. В този случай най-благоприятна е определена оптимална, а не минималната плътност. До известна степен груповият ефект е характерен за повечето групови и още повече социални (тоест притежаващи „социална структура“ на популацията, разделение на ролите) животни. Например, за възобновяване на популациите на хетеросексуални животни е необходима минимум плътност, осигуряваща достатъчна вероятност за среща между мъж и жена.

Поддържането на определена пространствена структура от популацията е тясно свързано с регулирането на плътността и най-вече с намаляването на вътревидовата конкуренция. Вече отбелязахме в предишни уроци, че пространствената структура е важна за оптималното използване на ресурсите и за намаляване на конкуренцията сред населението за тези ресурси.

Трябва обаче да се има предвид, че стабилността на популацията не се ограничава до регулиране на плътността. Оптималната плътност е изключително важна за оптималното използване на ресурсите (тъй като плътността се увеличава, ресурсите може да не са достатъчни), но това не е гаранция за устойчиво население. Както отбелязахме, устойчивостта има много общо с вътрешното многообразие. Ето защо е много важно да се поддържа генетичната структура на популацията. Разглеждането на еволюционните и генетични механизми за поддържане на генетичната структура, може би, не е включено в нашите задачи, но на заинтересованите може да се препоръча да погледнат закона на Харди-Вайнберг.

Разгледахме далеч не всички механизми, които осигуряват стабилността на популациите. Според мен обаче вече можем да направим важно заключение, че онези видове и популации, които могат да поддържат структурата си при променящи се условия, са запазени еволюционно. Освен това е очевидно, че границите на стабилност не са безкрайни. Ако нивото на експозиция (например от човек - пряко или косвено чрез промяна в местообитанието) надхвърли границите на стабилност, популацията е застрашена от смърт.

Терминологичен речник

ОРГАНИЗЪМ

всяко живо същество, интегрална система, реален носител на живота, характеризиращ се с всичките си свойства; идва от един примордиум (зигота, спора, семена и т.н.); е индивидуално податлив на еволюционни и екологични фактори.

НАСЕЛЕНИЕ

съвкупност от индивиди от същия вид, които имат общ генофонд и обитават определено пространство.

ЕКОСИСТЕМА

единен природен комплекс, образуван от живи организми и местообитанието им.

Плътност на населението (население)

средният брой индивиди в популация (вид) на единица площ или обем пространство.

неспецифична (обща) реакция на напрежение на живия организъм към някакъв силен ефект, упражняван върху него.

КОНКУРЕНЦИЯ

съперничество, всяка антагонистична връзка, определена от желанието за по-добро или по-скоро постигане на цел в сравнение с други членове на общността. Възниква конкуренция за пространство, храна, светлина, жени и т.н. Състезанието е едно от проявите на борбата за съществуване.

Изпратете вашата добра работа в базата знания е проста. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, аспиранти, млади учени, използващи базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

публикувано на http://www.allbest.ru/

1. Обща концепция за екологията

Екология (от гръцки oikos - къща, жилище, пребиваване и ... логика), наука, която изучава връзката на организмите с околната среда, тоест съвкупност от външни фактори, които влияят върху техния растеж, развитие, размножаване и оцеляване. До известна степен, условно, тези фактори могат да бъдат разделени на „абиотични“ или физикохимични (температура, влажност, продължителност на деня, съдържанието на минерални соли в почвата и т.н.) и „биотични“, поради наличието или отсъствието на други живи организми (в включително хранителни продукти, хищници или конкуренти).

Фокусът на екологията е върху това, което пряко свързва тялото с околната среда, което му позволява да живее при определени условия. Еколозите се интересуват например от това какво консумира тялото и какво отделя, колко бързо расте, на каква възраст започва да се размножава, колко потомци произвежда и каква е вероятността тези потомци да оцелеят до определена възраст. Най-често обектите на екологията не са отделни организми, а популации, биоценози и екосистеми. Примери за екосистеми включват езеро, море, гориста местност, малка локва или дори гниещ ствол на дървото. Цялата биосфера може да се разглежда като най-голямата екосистема.

В съвременното общество, под влиянието на медиите, екологията често се интерпретира като чисто приложно знание за състоянието на човешката среда и дори като самото това състояние (оттук и такива нелепи изрази като „лоша екология“ на определена област, „екологични“ продукти или продукти). Въпреки че проблемите с качеството на околната среда за хората, разбира се, са от много важно практическо значение и тяхното решаване е невъзможно без познаване на екологията, кръгът от задачи на тази наука е много по-широк. В своите трудове специалистите по опазване на околната среда се опитват да разберат как е подредена биосферата, каква е ролята на организмите в циркулацията на различни химични елементи и процесите на трансформация на енергията, как различните организми са взаимосвързани помежду си и с местообитанието им, което определя разпределението на организмите в космоса и промяната в броя им във времето ... Тъй като обектите на екологията по правило са съвкупности от организми или дори комплекси, които включват, заедно с организмите, и неживи обекти, понякога се определя като наука за надорганични нива на организация на живота (популации, общности, екосистеми и биосфера) или като наука за живия вид на биосферата.

Терминът „екология“ е предложен през 1866 г. от германския зоолог и философ Е. Хекел, който, докато разработва система за класификация на биологичните науки, установява, че няма специално име за областта на биологията, която изучава връзката на организмите с околната среда. Хекел също определя екологията като „физиология на взаимоотношенията“, въпреки че „физиология“ се разбира в това много широко - като изследване на най-разнообразните процеси, протичащи в живата природа.

Несъмнено предшественикът на екологията може да бъде наречен германският натуралист А. Хумболт, много от чиито произведения сега с право се считат за екологични. Именно на Хумболт се приписва преходът от изучаването на отделни растения към познаването на растителната покривка като някаква цялост. Поставяйки основите на „географията на растенията“, Хумболт не само констатира разликите в разпространението на различните растения, но и се опитва да ги обясни, като ги обвърже с особеностите на климата.

Работите на Чарлз Дарвин, предимно теорията му за естествения подбор като движеща сила на еволюцията, изиграха изключителна роля в подготовката на научната общност за последващото възприемане на екологичните идеи. Дарвин изхожда от предпоставката, че всеки вид живи организми може да увеличи броя си експоненциално (съгласно експоненциален закон, ако използваме съвременната формулировка) и тъй като ресурсите за поддържане на нарастващо население скоро започват да бъдат недостатъчни, непременно възниква конкуренция между индивидите (борба за съществуване ). Победителите в тази борба са индивидите, които са най-адаптирани към дадените специфични условия, т.е. тези, които са успели да оцелеят и да оставят жизнеспособно потомство. Теорията на Дарвин запазва трайното си значение за съвременната екология, като често задава посоката на търсене на определени взаимоотношения и ни позволява да разберем същността на различните „стратегии за оцеляване“, използвани от организмите при определени условия.

20-те и 40-те години бяха много важни за превръщането на екологията в независима наука. По това време бяха публикувани редица книги за различни аспекти на екологията, започнаха да излизат специализирани списания (някои от тях все още съществуват) и възникнаха екологични общества. Но най-важното е, че постепенно се формира теоретичната основа на новата наука, предлагат се първите математически модели и се разработва методология, която позволява да се задават и решават определени проблеми. В същото време се формират два доста различни подхода, които съществуват в съвременната екология: популационният подход, който се фокусира върху динамиката на броя на организмите и тяхното разпределение в пространството, и екосистемният подход, който се концентрира върху процесите на циркулация на материята и трансформацията на енергията.

През втората половина на 20 век. завършване на формирането на екологията като независима наука, която има собствена теория и методология, свой набор от проблеми и свои подходи за тяхното решаване. Математическите модели постепенно стават все по-реалистични: техните прогнози могат да бъдат проверени в експеримент или чрез наблюдение в природата. Самите експерименти и наблюдения все повече се планират и провеждат по такъв начин, че получените резултати дават възможност да се приеме или опровергае предварително изложената хипотеза. Значителен принос за формирането на методологията на съвременната екология допринасят трудовете на американския изследовател Робърт Макъртур (1930-1972), който успешно съчетава талантите на математик и биолог-натуралист. MacArthur изучава закономерностите на съотношението на броя на различните видове, включени в една общност, избора на най-оптималната плячка от хищника, зависимостта на броя на видовете, обитаващи острова, от неговия размер и отдалеченост от континента, степента на допустимо припокриване на екологичните ниши на съжителстващите видове и редица други проблеми. Отбелязвайки наличието в природата на определена повтаряща се закономерност ("модел"), MacArthur предлага една или няколко алтернативни хипотези, обясняващи механизма на тази закономерност, изгражда съответните математически модели и след това ги сравнява с емпирични данни. Макъртур формулира своята гледна точка много ясно в книгата „Географска екология“ (1972), написана от него, когато е бил неизлечимо болен, няколко месеца преди преждевременната му смърт.

Подходът, разработен от MacArthur и неговите последователи, беше фокусиран предимно върху изясняване на общите принципи на структурата (структурата) на всякакви общности. Въпреки това, в рамките на подхода, който стана широко разпространен малко по-късно, през 80-те години, основното внимание беше насочено към процесите и механизмите, довели до формирането на тази структура. Например, когато изучават конкурентното изместване на един вид от друг, еколозите започнаха да се интересуват предимно от механизмите на това изместване и от особеностите на видовете, които предопределят резултата от тяхното взаимодействие. Оказа се например, че когато различни растителни видове се съревновават за елементи на минерално хранене (азот или фосфор), победител често е не този вид, който по принцип (при липса на недостиг на ресурси) може да расте по-бързо, а този, който е в състояние да поддържа поне минимален растеж с по-ниска концентрация в околната среда на този елемент.

Изследователите започнаха да обръщат специално внимание на развитието на жизнения цикъл и различните стратегии за оцеляване. Тъй като възможностите на организмите винаги са ограничени и организмите трябва да плащат с нещо за всяко еволюционно придобиване, между отделните черти неминуемо възникват ясно изразени отрицателни корелации (т.нар. „Компромиси“). Например е невъзможно растението да расте много бързо и в същото време да формира надеждни средства за защита срещу тревопасни животни. Изследването на такива корелации дава възможност да се установи как по принцип се постига самата възможност за съществуване на организми при определени условия.

В съвременната екология все още са актуални някои проблеми, които имат дълга история на изследване: например установяването на общи закономерности в динамиката на изобилието на организми, оценка на ролята на различни фактори, ограничаващи растежа на популациите, и изясняване на причините за цикличните (редовни) колебания в броя. В тази област е постигнат значителен напредък - за много специфични популации са идентифицирани механизми за регулиране на техния брой, включително тези, които генерират циклични промени в броя. Продължават изследванията на взаимоотношенията хищник-плячка, конкуренцията, както и на взаимноизгодното сътрудничество от различен тип - мутуализъм.

Нова тенденция през последните години е така наречената макроекология - сравнително проучване на различни видове в голям мащаб (съпоставимо с размера на континентите).

В края на 20-ти век е постигнат огромен напредък в изучаването на цикъла на материята и потока на енергията. На първо място, това е свързано с усъвършенстването на количествените методи за оценка на интензивността на определени процеси, както и с нарастващите възможности за широкомащабно прилагане на тези методи. Пример за това е дистанционното (от сателити) определяне на съдържанието на хлорофил в повърхностните води на морето, което дава възможност да се изготвят карти на разпространението на фитопланктона за целия Световен океан и да се оценят сезонните промени в неговото производство.

2. Фактори на околната среда: определения, групи, примери

Факторите на околната среда (фактори на околната среда) са всякакви свойства или компоненти на външната среда, които засягат организмите.

Факторите на околната среда се делят на абиотични, т.е. фактори от неорганична или неодушевена природа и биотични - генерирани от жизнената дейност на организмите.

Наборът от абиотични фактори в хомогенна зона се нарича екотоп, целият набор от фактори, включително и биотични, се нарича биотоп.

Абиотичните фактори включват:

климатични - светлина, топлина, въздух, вода (включително валежи под различни форми и влажност на въздуха);

Едафичен, или почвена почва, - механичният и химичен състав на почвата, нейния воден и температурен режим;

Топографски - релефни условия.

Климатичните и едафичните фактори се определят до голяма степен от географското местоположение на екотопа - разстоянието му от екватора и от океана и надморската височина.

Сред факторите на околната среда има и преки и косвени разлики.

Преките фактори на околната среда влияят пряко върху растенията. Примери за преки фактори: влага, температура, богатство на хранителни вещества в почвата и др.

Косвените фактори на околната среда действат върху растенията индиректно - чрез преки фактори на околната среда. Примери за косвени фактори: географска ширина и разстояние от океана, релеф (надморска височина и изложение на наклон), текстура на почвата. Изкачвайки се по планините, климатът се променя (валежи и температурен режим); експозицията и стръмността на склона влияят върху интензивността на нагряване на почвената повърхност и режима на нейната влага. Механичният състав на почвата (съотношението на песъчливи, глинести и мътисти частици) влияе върху растенията и почвената фауна чрез режима на влага и динамиката на хранителните вещества.Освен това преките абиотични фактори на околната среда се разделят на условия и ресурси.

Условията са фактори на околната среда, които организмите не консумират. Те включват температура, влажност на въздуха, соленост на водата, реакцията на почвения разтвор, съдържанието на замърсители във водата и почвата, които не се използват от растенията като хранителни вещества.

Ресурсите са фактори на околната среда, които се консумират от организмите. Следователно един по-силен организъм може да „изяде“ повече ресурси, а друг по-слаб организъм ще има по-малко от тях.

За растенията ресурсите са светлина, вода, минерални хранителни вещества, въглероден диоксид; за животни - растителна биомаса, живи животни или мъртви органични вещества. Кислородът е необходим ресурс за по-голямата част от организмите.

Пространството може да бъде ресурс. Растенията за жизнения цикъл трябва да получават определена площ „под слънцето“ и определено количество почва за консумация на вода и минерални хранителни вещества (хранителна площ). Тревопасните животни се нуждаят от парцел "пасище" (за листни въшки това ще бъде част от лист, за кочило - десет хектара степ, за стадо слонове - десетки квадратни километри), месоядни животни - ловен участък.

Понякога е възможна и чисто физическа липса на пространство. Така че, минзухарите дори изтласкват "допълнителни" крушки от земята. В мидените селища черупките са толкова плътно притиснати една към друга, че нов предизвикател не може да се промъкне между тях.

Разнообразието от условия за съществуване на организми в различни части на планетата и в различни екотопи обяснява биологичното разнообразие - разнообразието на живите организми.

3. Полова структура на населението

Генетичният механизъм на определяне на пола осигурява разделяне на потомството по пол в съотношение 1: 1, така нареченото съотношение на пола. Но това не означава, че същото съотношение е характерно за населението като цяло. Често свързаните с пола черти определят значителни разлики във физиологията, екологията и поведението между жените и мъжете. Поради различната жизнеспособност на мъжките и женските организми, това първично съотношение често се различава от вторичното и особено от третичното, което е характерно за възрастните. Така че при хората вторичното съотношение на пола е 100 момичета на 106 момчета, до 16-18 годишна възраст това съотношение се изравнява поради увеличената смъртност при мъжете и до 50-годишна възраст е 85 мъже на 100 жени, а до 80-годишна възраст - 50 мъже на 100 жени ...

Съотношението на половете в популацията се установява не само от генетичните закони, но и до известна степен под въздействието на околната среда.

Съотношението на индивидите по пол и особено делът на разплодните жени в популацията са от голямо значение за по-нататъшния растеж на числеността им. При повечето видове полът на бъдещия индивид се определя по време на оплождането в резултат на рекомбинация на половите хромозоми. Този механизъм осигурява равно съотношение на зиготите въз основа на пола, но от това не следва, че същото съотношение е характерно за населението като цяло. Често свързаните с пола черти определят значителни разлики във физиологията, екологията и поведението между мъжете и жените. Последицата от това е по-голяма вероятност за смърт на представители на който и да е пол и промяна в съотношението между половете в популацията.

Разликите в околната среда и поведението между мъжете и жените могат да бъдат силно изразени. Например мъжките комари от семейство Culicidae, за разлика от женските кръвосмучещи, изобщо не се хранят през имагиналния период, или са ограничени до облизване на роса или консумират растителен нектар. Но дори начинът на живот на мъжете и жените да е сходен, те се различават по много физиологични характеристики: темпове на растеж, периоди на пубертет, устойчивост на температурни промени, глад и т.н.

Различията в смъртността се появяват дори в ембрионалния период. Например, мускатите в много области имат един и половина пъти повече жени сред новородените, отколкото мъжете. В популациите от Megadyptes antipodes пингвини не се наблюдава такава разлика, когато пилетата се появяват от яйца, но до десетгодишна възраст на всеки два мъжки остава само една женска. При някои прилепи делът на женските в популацията след хибернация понякога намалява до 20%. Много други видове се отличават, напротив, с по-висока смъртност за мъжките (фазани, патици патици, големи цици, много гризачи).

По този начин съотношението на половете в една популация се установява не само според генетичните закони, но и до известна степен под въздействието на околната среда.

При червените горски мравки (Formica rufa) мъжките се развиват от яйца, снесени при температури под +20 ° C, а при по-високи температури почти изключително женски. Механизмът на това явление е, че мускулатурата на съда за сперматозоиди, където спермата се съхранява след копулация, се активира само при високи температури, осигурявайки оплождането на положените яйцеклетки. От неоплодени яйца в Hymenoptera се развиват само мъжки.

Ефектът от условията на околната среда върху половата структура на популациите при видове с редуващи се полови и партеногенетични поколения е особено очевиден. Daphnia Daphnia magna се размножават партеногенетично при оптимални температури, но мъжките се появяват в популации при по-високи или по-ниски температури. Появата на бисексуално поколение при листни въшки може да бъде повлияна от промените в продължителността на светлинните часове, температурата, увеличаването на плътността на населението и други фактори.

Сред цъфтящите растения има много двудомни видове, в които има мъже и жени: видове върби, тополи, бяла дрямка, малък киселец, многогодишен дървесен червей, полски трън и др. Има и видове с женско двудомство, когато някои индивиди имат двуполови цветя и други са жени, тоест с неразвит андроеций. Обикновено андростерилните цветя са по-малки от двуполите. Това явление се среща в семействата на губни, карамфил, тийзър, камбанки и др. Примери за видове с женско двудомство са мащерка Маршал, риган, полска мента, бръшлян будра, увяхнала смола, горски здравец и др. Популациите от такива видове са генетично разнородни. При тях се улеснява кръстосаното опрашване, по-често се наблюдават протероандрии - по-ранно узряване на прашниците в сравнение с плодниците. В ареала на видовете половата структура на растителните популации е повече или по-малко постоянна, но промените във външните условия променят съотношението между половете. По този начин през суха 1975 г. в Заурала броят на женските форми рязко намалява, например, в степния градински чай с 10 пъти, в лечебните аспержи - 3 пъти.

При някои видове полът първоначално се определя не от генетични, а от фактори на околната среда. Например при растенията Arisaema japonica полът зависи от натрупването на хранителни запаси в клубените. Големите грудки отглеждат екземпляри с женски цветя, малки - с мъжки.

Половата структура на популацията се определя от диференциалното уравнение, предложено от R.A. Poluektovym.

където x o, x + е броят на мъжете и жените, съответно; d t - интервал от време; b o и b + - плодовитост на мъжете и жените от същата полова група, съответно, d o и d + - плодовитостта на мъжете и жените от друга полова група индивиди, съответно. За определяне на П. с. значителна роля играе индексът на пола:

където n + е броят на женските, N е общият брой на индивидите в популацията.

4. Зони на екологични щети

Екологичните щети означават значително регионално или местно нарушение на условията на околната среда, което води до разрушаване на местните екологични системи, местната икономическа инфраструктура, сериозно застрашава здравето и живота на хората и причинява значителни икономически щети.

Нараняванията на околната среда са:

1. Резки, внезапни, катастрофални, свързани с извънредни ситуации (ES), които от своя страна се подразделят на:

* природни бедствия и природни бедствия (земетресения, вулканични изригвания, свлачища, наводнения, горски пожари, урагани, обилни снеговалежи, лавини, епидемии, масово размножаване на вредни насекоми и др.);

* антропогенни (причинени от човека) бедствия (индустриални и комуникационни аварии, експлозии, колапси, разрушаване на сгради и съоръжения, пожари и др.).

2. Удължено във времето, когато поражението е дълго, постепенно избледняващо последствие от извънредни ситуации, катастрофи или, обратно, възниква и се открива в резултат на постепенно нарастващи негативни промени. Мащабът на подобни поражения обективно може да бъде не по-малко катастрофален.

Дългосрочните екологични щети в природата обикновено са резултат от катастрофални (спонтанни или антропогенни) нарушения на околната среда, имат разлагащ се характер и са придружени от сукцесии.

Трайните антропогенни увреждания на околната среда в техносферата също могат да бъдат избледняващи последици от причинени от човека бедствия - аварийно химическо и радиационно замърсяване. Но има такива, които постепенно се развиват в резултат на хронично техногенно замърсяване или грешки в околната среда и грешки при създаването на нови икономически съоръжения и трансформацията на територии.

Няма ясни граници между някои природни и антропогенни екологични щети. Поради това често е невъзможно да се установи истинската причина за горски пожар; свлачища и наводнения могат да бъдат резултат от технически аварии, а разрушаването на сградите е резултат от тектонични промени.

Разбира се, всички регионални и местни екологични щети допринасят значително за глобалното нарушаване на екосферата, за деградацията на природната среда на планетата.

В съответствие със Закона на Руската федерация "За опазване на околната среда" се прави разграничение между зони на екологична авария (зони на територията, където се наблюдават стабилни отрицателни промени в природната среда) и зони на екологично бедствие (където тези промени са дълбоко необратими). Общо в Руската федерация са регистрирани над 400 такива зони. Техногенните (антропогенни) бедствия представляват най-голямата опасност за околната среда, тъй като водят до нараняване и смърт на голям брой хора, огромни икономически загуби и значително замърсяване на природната среда. Въоръжените конфликти и тероризмът, особено с използването на ядрени, химически или бактериологични (биологични) оръжия, представляват голяма екологична заплаха.

Зони на екологична авария (ZBES) - зони от територията, в които има трайни негативни промени в околната среда, които застрашават здравето на населението, състоянието на природните екосистеми, генетичните фондове на растенията и животните.

Зони на екологично бедствие (ZEZ) - зони от територията, в които са настъпили дълбоки необратими промени в природната среда, водещи до влошаване на общественото здраве, нарушаване на естествения баланс, разрушаване на природните екосистеми, деградация на флората и фауната.

Най-опасни от екологична гледна точка са техногенните аварии и бедствия, които са придружени от изпускане на вредни химични и радиоактивни материали в околната среда (Чернобил, Челябинск-65).

5. Защитени зони

Основата на териториалната защита на природата в Русия е системата от специално защитени природни зони (SPNA). Понастоящем статутът на защитените територии се определя от Федералния закон "За специално защитените природни територии", приет от Държавната дума на 15 февруари 1995 г. Съгласно Закона "Особено защитени природни територии - зони от земя, водна повърхност и въздушно пространство над тях, където са разположени природните комплекси и обекти, които имат собствена екологична, научна, културна, естетическа, развлекателна и здравно-подобряваща стойност, които са изтеглени с решения на държавните органи изцяло или частично от икономическа употреба и за които е установен специален режим на защита. "

Русия наследи от СССР доста сложна система от категории PA, която се формира еволюционно. Законът разграничава следните категории:

Държавни природни резервати, включително биосферни резервати;

Национални паркове;

Природни паркове;

Държавни природни резервати;

Природни паметници;

Дендрологични паркове и ботанически градини;

Здравословни зони и курорти.

Сред тези територии само природните резервати, националните паркове и светилищата на дивата природа с федерално значение имат федерален статут (светилищата могат да бъдат и местни), други форми на защита на територии обикновено имат местен статут и не се разглеждат тук. Освен това законът постулира възможността за създаване на други категории защитени територии, която вече се прилага. Традиционно природните резервати са най-високата форма на опазване на природните зони у нас.

Резерватите са организирани с указ на федералното правителство и са под съвместното управление на федерацията и нейния субект, на територията на който се намират - действащото законодателство на страната не предполага чисто федерална собственост върху природни обекти. Териториите на резерватите са напълно изтеглени от икономическа употреба и не могат да бъдат отчуждени, освен това резерватите имат научен отдел, който непрекъснато изучава техните природни комплекси. Задачите на резерватите са ограничени до опазване и проучване на природни комплекси, образование, участие в екологична експертиза и обучение на съответния персонал. Обикновено на територията на резервата се определя зона, напълно затворена за всякакви въздействия. Често по границите на резерватите са разположени техните буферни зони, изпълняващи буферна функция поради ограничения на определени видове икономически дейности. В статута на резервати се прилага най-ефективният режим за защита на териториите. Към 1 януари 1998 г. в Русия има 98 резервата с обща площ 32,9 милиона хектара. Територията на тези висши форми на защита представлява 2,1% от общата площ на страната.

Националните паркове, за разлика от природните резервати, заедно със задачите за опазване и проучване на природните комплекси, трябва да осигуряват туризъм и отдих за гражданите. На тяхна територия парцелите на други потребители и собственици могат да бъдат запазени с предимство на националния парк за закупуване на такава земя. Към 1 януари 1998 г. в Русия функционират 32 природни национални парка с обща площ от 6,7 милиона хектара. Територията на тези висши форми на защита е била 0,2% от общата площ на страната.

Националните природни паркове са нова форма на териториална защита за Русия. Първите две (Лосини Остров и Сочи) са създадени едва през 1983 г., 12 от 32 през последните пет години. Прилагането на правния статут на националните паркове все още е изправено пред сериозно противопоставяне от страна на икономическите субекти, чиято дейност е ограничена от този статут. Засега тази форма не може да се счита за ефективен метод за териториална защита на дивата природа, но общественото внимание и тенденциите, известни в други страни, дават достатъчно надежда за постепенно реализиране на потенциала на тази форма на защита на природните комплекси.

Природните резервати се различават от предишните категории по това, че земите им могат да бъдат или отчуждени, или не отчуждени от собственици и потребители, те могат да бъдат както федерални, така и местни. Сред резерватите с федерално значение зоологическите играят най-голяма роля, други форми - ландшафтни, ботанически, горски, хидрологични, геоложки - са по-малко разпространени. Към 1 септември 1994 г. в страната има 59 ловни и комплексни резервата с федерално значение с обща площ 62,0 милиона хектара. Основната им функция е да защитават ловната фауна. Ловът винаги е забранен, но често има и много значителни ограничения върху експлоатацията на горите, строителството и някои други видове икономическа дейност. Тези резерви обикновено са доста добре охранявани.

Значението на защитените територии за запазването на разнообразието на флората и фауната зависи от географското разположение на тази специално защитена зона, нейната площ и разнообразието на териториите, представени върху нея. Трябва да се отбележи, че тези фактори са взаимосвързани. На юг и в планините, с равни площи, разнообразието е по-голямо, отколкото на север и в равнините. Тъй като в Русия обикновено по-големите резервати са характерни за северните територии, това до известна степен компенсира разликите в тяхната роля в опазването на биотата. Обикновено разнообразието от местообитания дори в защитени зони в старите развити региони се увеличава до известна степен. Факт е, че тук резерватите се организират най-често върху използвани преди това земи - горите тук са били поне частично покрити от сечи и изгорени площи, степните и ливадни площи често са били вече разоравани и, разбира се, са служели като сенокоси и пасища, често имащи антропогенен произход, нарушения на релефа - дерета , пътни насипи, езера и др. Естествено, мозаичният характер на растителната покривка е по-висок тук и има доста значителен брой видове - човешки спътници - плевели и други синантропи. Освен това островите със запазена природа сред антропогенния ландшафт имат повишена привлекателност за много видове животни и те се държат почти изключително върху тях, които не се срещат никъде около резерватите.

Определете индекса на плодовитост, уравнението на смъртността, жизнеспособността на популацията и изградете възрастови пирамиди за две популации дървесни мишки.

маса 1

ТРОФИЧНА ВЕРИГА	Растения - »» Мишка - »» Таралеж - »» Лисица
Биомаса до изобилие в хранителната верига
БРОЙ МИШКИ ПО ВЪЗРАСТ ЗА 1-ВО И 2 -РО НАСЕЛЕНИЕ
Смъртност на възраст от 0 до 10 месеца,% (1-ва популация / 2-ра популация)
Брой на ражданията (от броя на ражданията),% (1-во население / 2-ро население)
Биомаса на производителите в хранителната верига, кг / ха.

Напредък на изчислението

Изграждане на възрастови пирамиди на популациите

За да се построят възрастовите пирамиди на популацията на мишките, е необходимо да се изчисли броят на индивидите за всяка възрастова група през лятото. Въз основа на броя възрастови групи на пролетната популация и данните за плодовитостта и смъртността от условията на задачата, правим изчисление за 1-ва популация, като се вземат предвид следните показатели: - мишки от възрастови групи 2-4 месеца (86 индивида), 4-6 месеца (60 ), 6-8 месеца (43), 8-10 месеца (36 индивида) \u003d 225;

Underyearlings е броят на родените малки (броят на разплодните се увеличава с 2 пъти) \u003d 225 * 2 \u003d 450;

Процентът оцелели индивиди между 0 и 10 месеца -75%. Според условието на задачата е известно, че смъртността на мишките на възраст от 0 до 2 месеца е 25%. Всички индивиди от популацията се приемат за 100%, което означава, че оцелелите индивиди: 100% - 25% \u003d 75% или 0,75;

Изчислението се извършва в таблица 2

Таблица 2 - Изчисляване на размера на първата популация на мишки

	Брой лица
		Напредък на изчислението
		(86 + 60 + 43 + 36) x 2

Според таблица 2 изчисляваме за 1-ва популация на мишки:

Броят на всички възрастови групи от популацията на мишките през пролетта - 445;

Броят на всички възрастови групи от популацията на мишките през лятото - 777

за 2-ра популация изчислението отчита следните показатели: - мишки от възрастови групи 2-4 месеца (86 индивида), 4-6 месеца (60), 6-8 месеца (43), 8-10 месеца (36 индивида) ) \u003d 225;

Underyearlings - това е броят на родените малки (броят на разплодните се увеличава с 0,5 пъти) \u003d 225 * 0,5 \u003d 113; -процент на оцелелите индивиди на възраст от 0 до 10 месеца -68%. Според условието на задачата е известно, че смъртността на мишките на възраст от 0 до 2 месеца е 32%. Ние приемаме всички индивиди от населението като 100%, което означава, че оцелелите индивиди: 100% - 35% \u003d 68% или 0,68;

Изчислението се извършва в таблица 3

Таблица 3 - Изчисляване на размера на втората популация на мишки

	Брой лица
		Напредък на изчислението
		(86 + 60 + 43 + 36) x 0,5

Според таблица 3 изчисляваме за 2-ра популация на мишки:

броят на всички възрастови групи от популацията на мишките през пролетта - 445

броят на всички възрастови групи от популацията на мишките през лятото е 409.

Изграждаме възрастови пирамиди за летни популации на мишки (Фигури 1 и 2). За целта начертаваме броя на индивидите на абсцисата и възрастовите периоди на ординатата.Така че, когато се изгражда пирамида за лятната популация на банковата полевка, стойността на изобилието за възрастовата група 0-2 месеца -450 индивида се разделя наполовина и едната половина се отлага вляво от 0, а другата - вдясно като хоризонтален правоъгълник. По същия начин завършваме правоъгълниците за останалите възрастови групи.

Изчисляване на показателите за населението и оценка на жизнеспособността на населението

Изчисляваме такива показатели на населението като индекс на плодовитост и уравнение на смъртността, използвайки формули 1 и 2.

Изчисляваме индекса на плодовитост за първата популация на мишки:

където n е броят на новородените за 2 месеца (450);

N е общият брой на популациите на летните мишки (777).

Изчисляваме индекса на плодовитост за втората популация на мишки:

Изчислява се уравнението на смъртността за популациите на мишки:

1-во население

където N 1 - броят на всички възрастови групи от населението през пролетта (445);

N 2 - броят на всички възрастови групи от населението през лятото (777);

V (t 2 - t 1) - броят на индивидите, родени за 2 месеца. (450);

t 2 - t 1 е броят на дните в два месеца (61).

2-ра популация

където N1 е броят на всички възрастови групи от населението през пролетта (445);

N2 е броят на всички възрастови групи от населението през лятото (409);

V (t2 - t1) е броят на индивидите, родени за 2 месеца. (113);

t2 - t1 - брой дни в два месеца (61).

Оценката на жизнеспособността на популациите се извършва чрез сравняване на показателите, дадени в таблица 4 и справочна таблица 5

Таблица 4 - Определяне на жизнеспособността на популацията

Таблица 5 - Индикатори за жизнеспособност на популациите на мишки

Изход: съгласно таблица 3, ние определяме, че 1-ва популация на мишки е по-жизнеспособна от 2-ра популация на мишки

7. Задача 2

За по-жизнеспособна популация на мишки, въз основа на резултатите от задача 1, съставете диаграма на хранителната верига за популация от дървесни мишки, изчислете броя на нейните видове и изградете популационна пирамида.

Дадено: Популацията на мишките е включена в следната хранителна верига: тревисти растения, мишка, таралеж, лисица.

Приемаме, че в тази хранителна верига представители на всяко следващо ниво се хранят само с организми от предишното ниво. Биомасата на производителите в тази хранителна верига е 150 кг / ха. Съотношенията на биомаса и брой се вземат, както следва: 1 тревист израстък - 5 g; 1 мишка - 10g; 1 таралеж -500 g; 1 лисица - 5000 g

Напредък на изчислението

Един прост пример за хранителна верига (растения - мишка - таралеж - лисица) дава следната последователност: растителност - растителноядно животно - по-малко месоядно животно - по-голямо месоядно животно. В тази верига има еднопосочен поток от материя и енергия от една група организми към друга. Нека изградим хранителна верига за населението.

Биомасата на производителите (трофично ниво I), според заданието, е 15000 kg / ha. За да опростим изчисленията, приемаме, че животните от всяко трофично ниво се хранят само с организми от предишното ниво. Вземайки предвид правилото за енергиен трансфер от едно трофично ниво на друго (законът на Линдеман), ние изчисляваме биомасата за следващите трофични нива (Таблица 6).

Съотношенията на биомаса и брой се вземат, както следва: 1 тревист израстък - 5 g; 1 мишка - 10 g; 1 змия - 100 г; 1 ястреб - 2000 г. Определяме броя на видовете чрез съотношението на теглото на един индивид и изчислената биомаса:

Брой производители (растения)

15 000 kg / ha: 0,005 kg \u003d 3 000 000 индивида,

Брой потребители от първи ред (мишки)

1500 кг / ха: 0,01 кг \u003d 150 000 индивида

Брой потребители от 2-ри ред (таралеж)

150 kg / ha: 0,5 kg \u003d 300 индивида

брой потребители от 3-ти ред (лисици)

15 кг / ха: 5 кг \u003d 3 индивида

Таблица 6 - Изчисляване на биомасата и изобилието за хранителната верига

За да изградим пирамида от числа върху оста на абсцисата, ние отлагаме числото, по оста на ординатите - трофични нива, започвайки от 1-ви отдолу нагоре. Стойността на изобилието за цялото трофично ниво се разделя наполовина и едната половина се отлага вляво от 0, а другата - вдясно под формата на хоризонтален правоъгълник. По същия начин завършваме правоъгълниците за останалите трофични нива, като ги наслагваме един върху друг отдолу нагоре.

население плодовитост храна

Библиография

1. Ивонин В. М., Водна екология: Учебник. надбавка - Ростов-н / Д: СКНЦ, 2000.

2. Екология / Под редакцията на проф. В.В. Денисов. - М.ИКТс "Март"; Ростов н / д: Издателски център "Март"; 2006. -

3. Засоба В.В. Методически указания за провеждане на практически упражнения по дисциплината „Екология“. - Новочеркаск. : NGMA, 1996.

4. Zasoba V.V., Levchenko E.N., Bogatova E.S. Инструкции за резюмето по дисциплината „Екология“. - Новочеркаск: NGMA, 1998.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Понятието за популация в екологията, нейната структура и видове, пространствени разделения. Броят и плътността на популациите, специфични вътрешновидови взаимоотношения. Адаптивни характеристики на груповата организация, мястото на популацията в йерархията на биологичните системи.

резюме, добавено 21.11.2010


Свойства на популацията: динамика на броя на индивидите и механизми за нейното регулиране. Прираст на населението и неговите последици. Криви на промените в размера на популацията, техните циклични и прекъснати типове. Модифициране и регулиране на факторите на околната среда.

резюме, добавено на 23.12.2009


Концепцията и критериите за оценка на плътността на населението, основните фактори, влияещи върху неговата стойност. Структура на плътността на населението. Същността и структурата на биоценозата, видове хранителни вериги. Компоненти на видовото разнообразие на биоценозата. Екосистемата и нейната динамика.

резюме, добавено на 24.11.2010


резюме, добавено на 07/06/2010


тест, добавен на 28.09.2010


Редки животински видове, включени в Червената книга на Руската федерация: червеногуша гъска, лебед-шипун, сокол, червен вълк, снежен леопард. Основните фактори, които влияят върху числеността на популацията: бракониерство, развъждане на далечни пасища, дълбок сняг.

резюме, добавено на 13.03.2011


Основните търговски рибни популации в залива Авача (подзона Петропавловск-Командорская). Техните биологични характеристики, състояние на резервите и търговска стойност. Характеристика на начините и възможностите за запазване на видовия състав.

курсова работа, добавена на 18.01.2012


Екологичните проблеми като наука. Околната среда като екологично понятие, нейните основни фактори. Жилищна среда, популации, тяхната структура и екологични характеристики. Екосистеми и биогеоценоза. Учението на В.И. Вернадски за биосферата и ноосферата. Опазване на околната среда.

наръчник, добавен на 07.07.2012


Статични и динамични характеристики, механизми за регулиране на популацията. Диапазон на толерантност. Миграция, конкуренция и хищничество като регулаторен фактор. Статични и динамични характеристики на населението. Плодовитост и смъртност.

презентация добавена на 02.03.2013


Биология и екология на редки растителни видове. Семенна продуктивност на популацията от джудже Iris (Iris). Характеристики на селскостопанската технология, торене и грижи за ирисите, техните болести, вредители, мерки за контрол и превенция. Антропогенно въздействие върху популацията на ириса.

Стабилността на популацията зависи от това как структурата и вътрешните свойства на популацията запазват своите адаптивни характеристики на фона на променящите се условия на съществуване. Това е принципът на хомеостазата - поддържане на баланса на популацията с околната среда. Хомеостазата е характерна за популациите от всички групи живи организми. Взаимодействието на популацията с околната среда се опосредства чрез физиологичните реакции на отделните индивиди. Формирането на адаптивна реакция на популационно ниво се определя от различното качество на индивидите. Специфичните особености на биологията, размножаването, отношението към факторите на околната среда, храненето формират общия характер на използването на територията и вида на социалните отношения. Това определя видовия тип на пространствената структура на популациите. Неговите критерии са естеството на местообитанието, степента на привързаност към територията, присъствието на групи индивиди и степента на тяхното разпръскване в пространството. Поддържането на пространствената структура на популацията може да се изрази чрез териториална агресия (агресивно поведение, насочено към индивиди от собствения си вид), чрез маркиране на територията.

Генетичната структура се определя преди всичко от богатството на генофонда. Това включва и степента на индивидуална вариабилност (има трансформация на генофонда на популацията под влияние на селекцията). Когато условията на околната среда се променят, индивидите, които се отклоняват от средното, са по-адаптирани. Именно тези индивиди осигуряват оцеляването на населението. По-нататъшната му съдба зависи от това дали става дума за стабилен процес или нередовно отклонение. В първия случай се извършва насочен подбор, във втория оригиналният стереотип се запазва.

Използването на територията предвижда известно ограничение на плътността, разпръскването на индивиди в космоса. Но за да се осигури стабилна поддръжка на контактите, се изисква концентрация на индивиди. Оптималната плътност се разбира като нейното ниво, при което тези две биологични задачи са балансирани. Принципът на авторегулация на плътността се основава на факта, че пряката конкуренция за ресурси влияе върху промените в числеността и плътността на популацията само когато има недостиг на храна, подслони и т.н.

Съществуват различни видове регулиране на населението. 1) Химическата регулация е представена в долните таксони на животните, които не притежават други форми на комуникация, както и при водните животни. По този начин в гъстите популации на поповите лъчи, под въздействието на метаболитите, индивидите се разделят според степента на развитие, някои от тях потискат развитието на своите събратя. 2) Регулирането чрез поведение е характерно за висшите животни. При някои животни увеличаването на плътността води до канибализъм. И така, 1-вото пило оцелява в гупито, а след това, с увеличаване на плътността, 4-то пило се изяжда напълно от майката. При птици, които инкубират съединител от 1 яйце, по-възрастните пилета ядат по-млади, когато липсва храна. 3) Регулиране чрез структурата. Поради разликата в качеството, някои хора изпитват стрес. С увеличаване на плътността нивото на стрес в популацията се увеличава. Стресът хормонално инхибира репродуктивните функции. В някои случаи агресията може да действа като фактор за ограничаване на броя. Агресията е характерна за възрастните и доминантите, а стресът се изразява при индивиди с нисък ранг. 4) Изгонване на индивиди от развъдните групи. Това е първата реакция на популация към увеличаване на плътността; в същото време площта се разширява и се поддържа оптималната плътност без намаляване на броя. При долните гръбначни животни стимулът за разпръскване може да бъде натрупването на метаболити в околната среда; при бозайниците честотата на срещите с ароматни знаци се увеличава с увеличаване на плътността, което може да стимулира миграцията. Смъртта на животните сред заселената част е по-висока, отколкото сред останалите (загубите на полевки при презаселване са 40-70%). При стадни животни стадата се разделят и мигрират.

Динамика на населението

Размерът и плътността на населението се променят с течение на времето. Капацитетът на околната среда варира в сезонен и дългосрочен мащаб, което определя динамиката на плътността дори при постоянно ниво на възпроизводство. В популациите има постоянен приток на индивиди отвън и изгонване на някои от тях извън населението. Това определя динамичния характер на популацията като система, съставена от много отделни организми. Те се различават помежду си по възраст, пол, генетични характеристики и роля във функционалната структура на популацията. Числовото съотношение на различни категории организми в една популация се нарича демографска структура.

Възрастовата структура на популацията се определя от съотношението на различни възрастови групи (кохорти) на организмите в популацията. Възрастта отразява живота на дадена група от популацията (абсолютна възраст на организмите) и етапа на организма (биологична възраст). Темповете на растеж на населението се определят от дела на индивидите в репродуктивна възраст. Процентът на незрелите организми отразява потенциала за размножаване в бъдеще.

Възрастовата структура се променя във времето, което е свързано с различни нива на смъртност в различните възрастови групи. При видове, за които ролята на външните фактори е незначителна (времето, хищници и др.), Кривата на оцеляване се характеризира с леко намаляване до възрастта на естествената смърт и след това рязко намалява. В природата този тип е рядък (майски мухи, някои големи гръбначни животни, хора). Много видове се характеризират с повишена смъртност в началните етапи на онтогенезата. При такива видове кривата на оцеляване пада рязко в началото на развитието и тогава има ниска смъртност на животните, които са преживели критична възраст. С равномерно разпределение на смъртността по възраст, моделът на оцеляване се представя като диагонална права линия. Този тип оцеляване е характерен преди всичко за видове, които се развиват без метаморфоза с достатъчна независимост на потомството. Идеалната крива на оцеляване е намерена за жителите на Древен Рим.

Половата структура на популацията не само определя репродукцията, но и допринася за обогатяването на генофонда. Генетичният обмен между индивидите е характерен за почти всички таксони. Но има организми, които се размножават вегетативно, партеногенетично или миоза. Следователно, при по-висшите групи животни се изразява ясна полова структура. Половата структура е динамична и свързана с възрастта, тъй като съотношението на мъжете и жените варира в различните възрастови групи. В тази връзка разграничете съотношението между първичен, вторичен и третичен пол.

Съотношението на първичния пол се определя генетично (въз основа на различното качество на хромозомите). В процеса на оплождане са възможни различни комбинации от хромозоми, което засяга пола на потомството. След оплождането се включват други влияния, по отношение на които се проявява диференцирана реакция в зиготи и ембриони. Така че при влечугите и насекомите образуването на мъжки или женски се случва в определени температурни граници. Например, оплождането при мравките става при температури над 20˚C, а при по-ниска температура се отлагат неоплодени яйца, от които се излюпват само мъжките. В резултат на такива влияния върху естеството на развитието и неравномерната смъртност на новородените от различен пол, съотношението на мъжете към жените (вторично съотношение на пола) се различава от генетично детерминираното. Съотношението на третичния пол характеризира този показател сред възрастните животни и се формира в резултат на различни нива на смъртност на мъжете и жените в процеса на онтогенеза.

Способността на една популация да се възпроизвежда означава потенциал за постоянно увеличаване на нейния брой. Този растеж може да се разглежда като непрекъснат процес, степента на който зависи от скоростта на възпроизводство. Последното се определя като специфичното увеличение на броя за единица време: r \u003d dN / Ndt,

където r е моментният (за кратък период от време) специфичен темп на растеж на населението, N е неговият размер и t е времето, през което е взета предвид промяната в популацията. Индикаторът за моментния специфичен темп на прираст на популацията r се определя като репродуктивен (биотичен) потенциал на популацията. Експоненциалният растеж е възможен само ако r е постоянен. Но нарастването на населението никога не се реализира в тази форма. Растежът в брой е ограничен от комплекс от фактори на околната среда и се формира в резултат на съотношението на плодовитост и смъртност. Реалният прираст на населението е бавен за известно време, след това се увеличава и достига плато, определено от капацитета на земята. Това отразява баланса на развъдния процес с храна и други ресурси.

Броят на популациите не остава постоянен дори при достигане на плато; откриват се редовни изкачвания и спадове, които са циклични. В зависимост от това се различават няколко типа динамика на популацията.

1. Стабилният тип се характеризира с малка амплитуда и дълъг период на колебания в числата. Външно тя се възприема като стабилна. Този тип е характерен за големи животни с дълъг живот, късно настъпване на полова зрялост и ниска плодовитост. Това съответства на ниска смъртност. Например копитни животни (период на колебания в броя 10-20 години), китоподобни, хоминиди, големи орли, някои влечуги.

2. Лабилният (флуктуиращ) тип се отличава с редовни колебания в числата с период от порядъка на 5-11 години и значителна амплитуда (десетки, понякога стотици пъти). Характерни са сезонните промени в изобилието, свързани с честотата на размножаване. Този тип е характерен за животни с продължителност на живота 10-15 години, по-ранен пубертет и висока плодовитост. Те включват големи гризачи, лагоморфи, някои хищници, птици, риби и насекоми с дълъг цикъл на развитие.

3. Ефемерният (експлозивен) тип динамика се характеризира с нестабилен брой с дълбоки депресии, последвани от огнища на масово размножаване, при които броят се увеличава стотици пъти. Неговите промени се извършват много бързо. Общата продължителност на цикъла обикновено е до 4-5 години, от които пикът в изобилие обикновено отнема 1 година. Този тип динамика е характерен за краткотрайни (не повече от 3 години) видове с несъвършени адаптационни механизми и висока смъртност (малки гризачи и много видове насекоми).

Екологични стратегии. Различните видове динамика отразяват различни житейски стратегии. Това е основата за концепцията за екологични стратегии. Същността му се свежда до факта, че оцеляването и размножаването на даден вид е възможно или чрез подобряване на адаптациите, или чрез увеличаване на възпроизводството, което компенсира смъртта на индивидите и в критични ситуации ви позволява бързо да възстановите броя. Първият път се нарича K-стратегия. Характерно е за големи форми с дълъг живот. Техният брой е ограничен предимно от външни фактори. K-стратегията означава избор за качество - повишаване на адаптивността и устойчивостта, и r-стратегия - избор на количество чрез компенсация за големи загуби с висок репродуктивен потенциал (поддържане на стабилността на популацията чрез бърза смяна на индивидите). Този тип стратегия е характерен за малки животни с висока смъртност и висока плодовитост. Видовете с r-стратегия (r е темпът на растеж на популацията) лесно колонизират местообитания с нестабилни условия и се отличават с високо ниво на енергийна консумация за възпроизводство. Оцеляването им се определя от високото възпроизводство, което им позволява бързо да възстановят загубите.

Има редица преходи от r към K стратегия. Всеки вид, в своята адаптация към условията на съществуване, съчетава различни стратегии в различни комбинации.

За растенията Л. Г. Раменски (1938) идентифицира 3 вида стратегии: насилствени (конкурентни видове с висока жизненост и способност за бързо овладяване на космоса); пациент (видове, устойчиви на неблагоприятни влияния и следователно способни да асимилират местообитания, недостъпни за други) и с изтекъл срок на годност (видове, способни на бързо размножаване, активно разпространение и асимилация на места с нарушени асоциации).

Фактори на динамиката на популацията. 1) Комплекс от абиотични фактори, които се влияят главно от климата и времето, са свързани с тези, които не зависят от плътността на населението. Те действат на нивото на организма и следователно ефектът им не е свързан с броя или плътността. Действието на тези фактори е едностранно: организмите могат да се адаптират към тях, но не са в състояние да упражнят обратния ефект. Ефектът от влиянието на климатичните фактори се проявява чрез смъртността, която се увеличава, тъй като силата на влиянието на фактора се отклонява от оптимума. Смъртността и степента на преживяемост се определят само от силата на фактора, като се вземат предвид адаптивните възможности на организма и някои характеристики на околната среда (наличие на убежища, омекотяващ ефект на свързаните фактори и др.) Така че, ако зимната температура е ниска и има малко сняг, броят на малките гризачи ще бъде нисък. Същото се отнася и за горските пилешки птици, бягащи от замръзване в снежни дупки. Климатът може да повлияе косвено и чрез промени в условията на хранене. Така че, добрата растителност на растенията насърчава размножаването на тревопасните животни. Връзката на абиотичните фактори със структурата на популацията може да се изрази в селективната смъртност на определени групи животни (млади животни, мигранти и др.). Въз основа на промените в структурата на популацията, нивото на възпроизводство може да се промени (като вторичен ефект). Ефектът от климатичните фактори обаче не води до създаване на стабилен баланс. Тези фактори не са в състояние да реагират на промените в плътността, т.е. да действат на принципа на обратната връзка. Следователно метеорологичните условия се класифицират като модифициращи фактори.

2) Факторите в зависимост от плътността на популацията включват въздействието върху нивото и динамиката на изобилието от храна, хищници, патогени и др. В зависимост от размера на популациите, те самите са повлияни от тях и следователно принадлежат към категорията на регулаторните фактори. Ефектът от действието се появява с известно закъснение. В резултат на това плътността на населението показва редовни колебания около оптималното ниво.

Една от формите е връзката между потребителя и неговата храна. Ролята на храната се свежда до факта, че голямото предлагане на храни води до увеличаване на раждаемостта и намаляване на смъртността сред потребителското население. В резултат броят им нараства, което води до ядене на храна. Наблюдава се влошаване на условията на живот на потребителите, спад в раждаемостта и увеличаване на смъртността. В резултат натискът върху фуражната популация намалява.

Трофичните цикли на изобилие възникват в отношенията хищник-плячка. И двете популации влияят на броя и плътността помежду си, има образуване на многократни нараствания и спадове в броя на двата вида, а броят на хищника изостава от динамиката на популацията на плячката.

Популационни цикли. Динамиката на плодовитост и смъртност се проявява чрез механизмите на авторегулация, т.е.популацията участва във формирането на отговор на влиянието на факторите под формата на видове динамика на популацията. Системата за авторегулация работи съгласно принципа на кибернетиката: информация за плътността ↔ механизми на нейното регулиране. Такава система за управление вече съдържа източник на постоянни колебания. Това се изразява в цикъл на динамика на популацията: амплитуда (диапазон на люлеене) и период (продължителност на цикъла).

Поддържането на оптимална плътност чрез регулиране на скоростта на възпроизводство и смъртност е тясно свързано със структурата на популацията. Тъй като структурата става по-сложна, регулаторните механизми стават по-сложни (поведението е важно и при висшите гръбначни животни). Ефективността им се основава на различното качество на индивидите в популацията: нивото на възпроизводство варира в зависимост от позицията в общата структура. Тежестта на стреса е различна при индивиди от различен ранг. При редица видове високопоставени индивиди стават размножаващи се жители. Колебанията в числеността засягат пространствената структура на населението: увеличаването на плътността се компенсира чрез разпръскване от ядрото на населението и създаване на селища в периферията. В зависимост от естеството на сезонните промени в числеността, демографската структура на населението, интензивността на възпроизводството и нивото на оцеляване се променят.

По този начин динамиката на броя на животните е взаимодействието на популацията с условията на нейния живот. Промените в броя настъпват под въздействието на сложен набор от фактори, действието на които се трансформира чрез вътрешнопопулационни механизми. В този случай колебанията са свързани с динамиката на структурата на популацията и нейните параметри.

Динамиката на ценопопулациите се изразява в промени в параметрите на популацията. По отношение на растенията популационните цикли се разглеждат от гледна точка на промените в структурата и функциите на популациите. Динамиката на броя на животните е свързана с индивидите. При растенията това е по-трудно, тъй като както индивидите, така и клонингите (съвкупност от индивиди с растителен произход) могат да действат като елементи на популацията. Структурата на ценопопулациите може да се разглежда в няколко аспекта: състав на популацията (количествено съотношение на елементите), структура (взаимно подреждане на елементи в пространството), функциониране (набор от връзки между елементи). Динамиката на ценопопулациите включва промени във времето във всички аспекти на структурата (изобилие, биомаса, производство на семена, възрастов спектър и състав). Броят и плътността на ценопопулациите зависят от съотношението на плодовитост и смъртност. Плодовитостта при цъфтящите растения съответства на потенциалната продуктивност на семената (брой яйцеклетки на издънка). Реалното производство на семена (броят на пълноценните узрели семена на издънка) отразява реалното ниво на възпроизводство на популацията. Той отразява процесите на самоподдържане на населението. Фактори, ограничаващи продуктивността на семената: недостатъчно опрашване, липса на ресурси, влиянието на фитофагите и болестите. Вегетативното размножаване е от голямо значение - отделянето на структурните части и преминаването им към самостоятелно съществуване.

Промените в нивото на възпроизводство и смъртност формират динамиката на структурата, биомасата и функционирането на ценопопулациите. Плътността влияе върху интензивността на растежа на растенията, състоянието на производството на семена и вегетативния растеж. С увеличаване на плътността смъртността се увеличава, а в някои случаи се променя и видът на оцеляване. При ниска плътност смъртността е висока, тъй като влиянието на външните фактори тук е значително. С увеличаване на плътността се формира "груповият ефект" и когато се сгъсти над определен праг, смъртността отново се увеличава в резултат на припокриващи се фитогенни зони и взаимно потискане. Зависимата от плътността смъртност е насочена срещу неограничения растеж на населението и стабилизира неговия брой в границите, близки до оптималните.

Постепенното повишаване на жизнения стандарт през последните два века доведе до увеличаване на продължителността на живота. От таблиците, съставени от статистика W. Farr за Англия и Уелс и отнасящи се за 1838-1854 г., следва, че средната продължителност на живота по това време е била равна на 40,9 години. С развитието на медицината и хигиената средната продължителност на живота се увеличава до 49,2 години (1900–1902). В САЩ през 1945 г. средната продължителност на живота достига 65,8, т.е. се е увеличил за пет десетилетия с около 16 години.

Накратко за основното

Екологичното взаимодействие между околната среда и общността определя числеността на популацията. Тази стойност служи като индикатор за това колко успешно общността подчинява околната среда (в резултат на съзнателна дейност или по някакъв друг начин).

Ускореният прираст на населението започна преди около 8000 години. През епохите на палеолита и мезолита гъстотата на населението е била под 1 човек на 3 km2. В епохата на неолита, когато човекът започва да обработва земята, плътността се увеличава с около 10 пъти; през бронзовата и желязната епоха - още 10 пъти. Общият брой на хората през епохата на неолита се оценява на около 5 милиона, а в периода на появата на първите големи градове - на 20-40 милиона.

На съвременния вид Homo sapiens са били необходими около 20 хиляди години, за да достигнат 200 милиона (по време на Римската империя). През следващите 1500 години (към 1600 г. сл. Н. Е.) Населението на света се увеличи до 500 милиона, след още 200 години - повече от два пъти (около 1 милиард през 1800 г.).

Размерът на човешката популация се регулира не само от биологични, но и от културни фактори.

Нарастването на населението трябва да се разглежда като процес, свързан с баланса на три демографски фактора - плодовитост, смъртност и миграция.

Стандартът на живот на определена човешка общност зависи от начина, по който тази общност постига равновесие при определени условия на околната среда. Този баланс може да бъде постигнат чрез по-висока обща смъртност или по-висока заболеваемост, както и чрез напрегната работа, лошо здраве или липса на материално богатство. За да характеризирате равновесието, можете да използвате различни критерии (включително тези, които определят нивото на потребление, работоспособност, енергия или паричен доход на глава от населението), както и различни демографски показатели. Показателите за детска смъртност и продължителност на живота заслужават специално внимание.

тестови въпроси

1. Какви фактори определят плътността на населението и неговия размер?

2. Какви процеси регулират числеността на популацията?

3. Какви са мерките за регулиране на числеността на човешките популации?

Литература

Задължителен

1. Хрисанфова Е.Н., Перевозчиков И.В. Антропология. - М.: Висше училище, 2002.

2. Хомутов А.Е. Антропология. - Ростов н / а: Феникс, 2004.

Допълнителен

1. Бигън М., Харпър Дж., Таунсенд К. Екология. Лица, популации и общности. Т.

Нито един жив организъм от какъвто и да е вид не съществува отделно от останалите - всички те образуват групи, наречени популации. В рамките на една популация има доста сложни взаимодействия, но както в отношенията с други популации, така и с околната среда, популацията се явява като един вид интегрална структура. Следователно най-ниското ниво на организация на живата материя, разглеждано в екологията, е нивото на населението.

Основната характеристика на една популация е нейният общ брой или плътност (брой на единица пространство, заето от популацията). Обикновено се изразява или в броя на индивидите, или в тяхната биомаса. Размерът определя размера на популацията. Характерно е, че в природата има определени долни и горни граници за числеността на популацията. Горната граница се определя от енергийния поток в екосистемата, който включва популацията, трофичното ниво, което тя заема, и физиологичните характеристики на организмите, формиращи популацията (размера и интензивността на метаболизма). Долната граница обикновено се определя чисто статистически - ако броят е твърде малък, вероятността от колебания рязко се увеличава, което може да доведе до пълна смърт на населението.

Един от основните екологични принципи е твърдението, че в неограничена неподвижна и благоприятна за организмите среда, размерът на популацията се увеличава експоненциално. Както вече споменахме, това никога не се наблюдава в природата - размерът на популацията винаги е ограничен отгоре. Светлината, храната, пространството, други организми и др. Могат да действат като ограничаващ фактор (или ограничаващи фактори).

Динамиката на промените в общия брой на населението се определя от два процеса - раждане и смърт.

Процесът на раждане се характеризира с плодовитост - способността на популацията да се увеличава по размер. Максималната (абсолютна, физиологична) плодовитост е максимално възможният брой потомство, произведено от един индивид в идеални условия на околната среда при липса на ограничаващи фактори и се определя само от физиологичните възможности на организма. Екологичното плодородие (или просто плодородието) е свързано с увеличаване на популацията в реални условия на околната среда. Това зависи както от размера и състава на популацията, така и от физическите условия на околната среда.

Процесът на намаляване на населението се характеризира със смъртност. По аналогия с плодовитостта те разграничават: минимална смъртност, свързана с физиологична продължителност на живота, и екологична, която характеризира вероятността от смърт на индивида в реални условия. Очевидно е, че смъртността в околната среда е много по-висока от физиологичната.

Като се има предвид динамиката на изолирана популация, можем да приемем, че плодовитостта и смъртността са обобщени параметри, които характеризират взаимодействието на популацията с околната среда.