- •1. Содержание, структура, задачи экологии. Направления развития современной экологии.
- •2. Понятие об экологических факторах. Классификации экологических факторов.
- •3. Общие закономерности действия экологических факторов на организмы.
- •4. Свет как важнейший экологический фактор. Роль света в жизни растений, животных, человека.
- •5. Температура, влияние температуры на разные стороны жизнедеятельности организмов.
- •6. Экологические группы растений и животных по отношению к температуре.
- •7. Влажность. Роль влажности в жизни организмов.
- •8. Экологические группы организмов по водному балансу.
- •9. Понятие адаптации в экологии. Основные пути адаптации организмов.
- •10. Особенности адаптации человека. Концепция общего адаптационного синдрома г. Селье.
- •11. Почва как среда обитания. Специфика почвы как трехфазной системы.
- •12. Экологические группы почвенной фауны.
- •13. Живые организмы как среда обитания.
- •14. Наземно-воздушная среда обитания.
- •15. Водная среда обитания.
- •16. Экологические группы гидробионтов.
- •17. Общая характеристика биологических ритмов организмов.
- •18. Суточные ритмы.
- •19. Приливно-отливные ритмы.
- •20. Годовые ритмы.
- •21. Классификация жизненных форм растений к. Раункиера.
- •22. Классификация жизненных форм растений а.Г.Серебрякова.
- •23. Классификации жизненных форм животных.
- •24. Особенности популяции как надорганизменной системы. Основные подходы к классификации популяций.
- •25. Половая структура популяций.
- •26. Возрастная структура популяций. Возрастной спектр популяций. Типы популяций по возрастному спектру.
- •27. Пространственная структура популяций. Территориальное поведение у животных.
- •28. Этологическая структура популяций. Одиночный образ жизни. Семейный образ жизни. Колония. Стая. Стадо.
- •29. Динамика популяций: биотический потенциал, рождаемость, смертность, выживаемость, кривые выживания, расселение, миграции.
- •30. Модели роста популяций. Стратегии популяций.
- •31. Флуктуации популяций.
- •32. Гомеостаз популяций. Механизмы гомеостаза и причины его нарушения.
- •33. Биоценоз как экологическая единица.
- •34. Экологическая ниша.
- •35. Видовая структура биоценоза.
- •36. Пространственная структура биоценоза.
- •37. Основные типы связей организмов в биоценозе: трофические, топические, форические, фабрические.
- •38. Формы межвидовых взаимоотношений организмов: хищник-жертва, паразит-хозяин, комменсализм, аменсализм, мутуализм, нейтрализм, конкуренция.
- •39. Понятие экосистемы в экологии. Структура экосистем. Типы экосистем. Понятие о биогеоценозе.
- •40. Круговорот веществ и распределение энергии в экосистеме. Закон Линденмана.
- •41. Биологическая продуктивность экосистем. Правила пирамид.
- •42. Динамика экосистем: циклические изменения в экосистемах.
- •43. Поступательные изменения в экосистемах. Экологические сукцессии и их закономерности.
- •44. Типы веществ биосферы.
- •45. Границы биосферы.
- •46. Структура биосферы.
- •47. Свойства биосферы.
- •48. Живое вещество биосферы и его свойства.
- •6. Высокая скорость обновления живого вещества.
- •49. Функции живого вещества.
- •50. Учение о ноосфере.
42. Динамика экосистем: циклические изменения в экосистемах.
Любой биоценоз динамичен, в нем постоянно происходит изменение в состоянии и жизнедеятельности его членов и соотношении популяций. Все многообразные изменения, происходящие в любом сообществе, можно отнести к двум основным типам: циклические и поступательные.
Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов.
Суточные преобразования в биоценозах обычно выражены тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью. Так, в песчаных пустынях Средней Азии жизнь летом в полуденные часы замирает. Даже виды с дневной активностью прячутся от жары в порах, в тени саксаула либо на его ветвях (агамы, ящерки). Ночью пустыня оживает. Ночных и сумеречных животных здесь больше, чем дневных. Многие дневные виды летом переходят к ночному образу жизни (большинство змей, пауки, чернотелки). Активно действуют жуки-копрофаги, вылетают козодои, домовые сычи, кормятся тушканчики, геккоиы, хищничают фаланги, скорпионы, лисицы, корсаки, змеи. Суточные ритмы прослеживаются в сообществах всех зон, от тропиков до тундр. Даже при непрерывном освещении летом в тундре отмечаются суточные ритмы в распускании цветков у растений, питании птиц, в лёте и распределении насекомых и т. п.
Сезонная изменчивость биоценозов выражается в изменении не только состояния и активности, но и количественного соотношения отдельных видов в зависимости от циклов их размножения, сезонных миграций, отмирания отдельных генераций в течение года и т. п. На определенное время года многие виты практически полностью выключаются из жизни сообщества, переходя в состояние глубокого покоя (оцепенения, спячки, диапаузы), переживая неблагоприятный период на стадии яиц и семян, перекочевывая или улетая в другие биотопы или географические районы.
Сезонной изменчивости подвержена зачастую и ярусная структура биоценоза: отдельные ярусы растений могут полностью исчезать в соответствующие сезоны года, например, травянистый ярус, состоящий из однолетников.
Сезонные ритмы сообществ наиболее отчетливо выражены в климатических зонах и областях с контрастными условиями лета и зимы. В слабой форме они, однако, прослеживаются даже в тропических дождевых лесах, где длительность дня, температура и режим влажности очень мало меняются в течение года.
Многолетняя изменчивость — нормальное явление в жизни любого биоценоза. Она зависит от изменения по годам метеорологических условий (климатических флюктуации) или других внешних факторов, действующих на сообщество (например, степени разлива рек). Кроме того, многолетняя периодичность может быть связана с особенностями жизненного цикла растений-эдификаторов, с повторением массовых размножений животных или патогенных для растений микроорганизмов и т. д.
Примером могут служить изменения, происходящие на лугах лесостепной Барабы. Количество осадков, выпадающих в Барабинской лесостепи, резко колеблется по годам, и, как правило, ряд засушливых лет чередуются с многолетним периодом обилия осадков. Постепенное понижение уровня почвенно-грунтовых вод в засушливый период 1950—1955 гг. стимулировало проникновение вслед за ними корневых систем глубоко укореняющихся трав, таких как колосняк мохнатый, кермек Гмелина и др. У этих видов отсутствовала реакция на иссушение почвы, но при дальнейшем повышении уровня грунтовых вод они пострадали в первую очередь из-за отмирания затопленных водой корневых окончаний. Засуха особенно сильно сказалась на мезофильных мелко укореняющихся видах — овсянице красной, полевице тонкой, лапчатке гусиной и других, а также на гидрофитах —ситнике, вейнике и пр. Они или гибли, изреживались, или переходили в состояние покоя. Усиливавшееся в засуху засоление почв послужило причиной массовой гибели от солевого отравления овсяницы красной. Во влажные годы, когда промачивание почвы привело к ее опреснению в верхних слоях, этот вид появился вновь. Высокие температуры и усиление аэрации почвы способствовали развитию бактерий-нитрификаторов и накоплению нитратов. Это стимулировало массовое размножение в разнотравье осота полевого, одуванчика бессарабского и других азотолюбивых видов. Когда энергия нитрификации вслед за увеличением влажности почв снизилась, эти виды, не выдержав конкуренции со злаками, перешли в угнетенное состояние.
Изменения в фитоценозах были усилены при массовом размножении в 1953 г. нестадных саранчовых. Прямокрылые съели до 80—90% массы мягколистных злаков: пырея, костра, типчака и др. У жестколистных колосняка, тростника и других они уничтожали всходы по мере их появления. В этот год бурно разрослось непоедаемое саранчовыми разнотравье, для которого была устранена конкуренция со стороны злаков. Последствия размножения саранчовых сказались и на соотношении злаков в последующие два года. В засушливые годы муравьи Lasius niger и Myrmica scabrinodis заселили, кроме возвышенностей, высохшие низинные луга, где начали земляную строительную деятельность, которая повлияла и на условия произрастания растений.
Подобные многолетние изменения в составе ценозов имеют тенденцию повторяться вслед за периодическими локальными изменениями климата, которые связаны с изменением общей циркуляции атмосферы, обусловленной, в свою очередь, усилением и ослаблением солнечной активности Вследствие многостепенной зависимости изменения в сообществах не прямо отражают ритмику космических процессов
Примером обратимых преобразований фитоценозов, связанных с особенностями жизненного цикла растений-эдификаторов, могут быть преобразования в буковом лесу. Взрослые буки с плотно сомкнутыми кронами создают такую густую тень, что в лесу практически отсутствуют подлесок и травяной, покров, а сеянцы буков пребывают "в угнетенном состоянии и погибают. Когда старые деревья достигают предельного возраста и падают, через появившиеся «окна» на почву проникает солнечный свет и трогаются в рост молодые буки. Некоторое время древостой характеризуется разновозрастностью, пока не выпадут все старые и не выйдут в первый ярус подросшие молодые буки, после чего вновь устанавливается практически одноярусная структура фитоценоза. Весь цикл занимает около двух с половиной столетий.