biotopy organizmov. Faktory prostredia: abiotické, biotické. antropogénny faktor. Zákon optima. Zákon minima. biologické rytmy. fotoperiodizmus

Základné pojmy a koncepty testované v skúšobná práca: abiotické faktory, antropogénne faktory, biogeocenóza, biologické rytmy, biomasa, biotické faktory, optimálna zóna, konzumenti, limitujúci faktor, potravinové reťazce, potravinové siete, hustota populácie, limity vytrvalosti, produktivita, producenti, reprodukčný potenciál, sezónne rytmy, denné rytmy, fotoperiodizmus , environmentálne faktory, ekológia.

Každý organizmus je priamo alebo nepriamo ovplyvnený podmienkami životné prostredie. Tieto podmienky sú tzv enviromentálne faktory . Všetky faktory sú rozdelené na abiotické, biotické a antropogénne.

TO abiotické faktory - alebo faktory neživej povahy, zahŕňajú klimatické, teplotné podmienky, vlhkosť, osvetlenie, chemické zloženie atmosféra, pôda, voda, reliéfne prvky.

TO biotické faktory zahŕňajú všetky organizmy a ich priame produkty životnej činnosti. Organizmy jedného druhu vstupujú do vzťahov rôznej povahy, a to ako medzi sebou, tak aj so zástupcami iných druhov. Tieto vzťahy sa delia na vnútrodruhové a medzidruhové.

vnútrodruhové vzťahy prejavuje sa vo vnútrodruhovom súperení o potravu, úkryt, samicu. Prejavujú sa aj charakteristikami správania, hierarchiou vzťahov medzi príslušníkmi populácie.

Antropogénne faktory sú spojené s ľudskou činnosťou, pod vplyvom ktorej sa prostredie mení a formuje. Ľudská činnosť zasahuje prakticky do celej biosféry: baníctvo, rozvoj vodných zdrojov, rozvoj letectva a astronautiky ovplyvňujú stav biosféry. V dôsledku toho dochádza v biosfére k deštruktívnym procesom, medzi ktoré patrí znečistenie vôd, „skleníkový efekt“ spojený so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére, narušenie ozónovej vrstvy, „kyslé dažde“ atď.

organizmov prispôsobiť sa(prispôsobiť sa) vplyvu určitých faktorov v procese prirodzený výber. Ich prispôsobivosť je určená reakčná rýchlosť vo vzťahu ku každému z faktorov, a to neustále pôsobiacich a kolísajúcich ich hodnoty. Napríklad dĺžka denného svetla v určitom regióne je konštantná, zatiaľ čo teplota a vlhkosť môžu kolísať v pomerne širokých medziach.

Faktory prostredia sú charakterizované intenzitou pôsobenia, optimálnou hodnotou ( optimálne), maximálne a minimálne hodnoty, v rámci ktorých je možný život konkrétneho organizmu. Tieto parametre sa líšia pre zástupcov rôznych druhov.

Odchýlka od optima akéhokoľvek faktora, ako je napríklad zníženie množstva jedla, sa môže zúžiť medze odolnosti vtákov alebo cicavcov v súvislosti s poklesom teploty vzduchu.

Faktor, ktorého hodnota je v súčasnosti na hranici únosnosti, prípadne ich presahuje, sa nazýva obmedzujúce .

biologické rytmy. Mnohé biologické procesy v prírode prebiehajú rytmicky; rôzne stavy tela sa striedajú s dosť zreteľnou periodicitou. Vonkajšie faktory zahŕňajú zmeny osvetlenia (fotoperiodizmus), teploty (termoperiodizmus), magnetického poľa, intenzity kozmického žiarenia. Rast a kvitnutie rastlín závisí od interakcie medzi ich biologickými rytmami a zmenami faktorov prostredia. Rovnaké faktory určujú načasovanie migrácie vtákov, línania zvierat atď.

fotoperiodizmus- faktor, ktorý určuje dĺžku denného svetla a následne ovplyvňuje prejav iných faktorov prostredia. Dĺžka denného svetla je pre mnohé organizmy signálom zmeny ročných období. Veľmi často je telo ovplyvnené kombináciou faktorov a ak je niektorý z nich obmedzujúci, tak sa vplyv fotoperiódy zníži alebo sa neprejaví vôbec. o nízke teploty, napríklad rastliny nekvitnú.

PRÍKLADY ÚLOH

Časť A

A1. Organizmy majú tendenciu sa prispôsobovať

1) na niekoľko najvýznamnejších environmentálnych faktorov

2) na jeden, pre telo najdôležitejší faktor

3) k celému komplexu environmentálnych faktorov

4) hlavne biotickým faktorom

A2. Limitujúcim faktorom je tzv

1) zníženie prežitia druhu

2) najbližšie k optimálnemu

3) so širokým rozsahom hodnôt

4) akékoľvek antropogénne

A3. Limitujúcim faktorom pre potočníka môže byť

1) prietok vody

2) zvýšenie teploty vody

3) pereje v potoku

4) dlhé dažde

A4. Morská sasanka a krab pustovník sú vo vzťahu

3) neutrálne 4) symbiotické

A5. Biologické optimum je pozitívna akcia

1) biotické faktory

2) abiotické faktory

3) všetky druhy faktorov

4) antropogénne faktory

A6. Za najdôležitejšiu adaptáciu cicavcov na život v nestabilných podmienkach prostredia možno považovať schopnosť

1) samoregulácia 3) ochrana potomstva

2) pozastavená animácia 4) vysoká plodnosť

A7. Faktor spôsobujúci sezónne zmeny v bývaní

príroda je

1) atmosférický tlak 3) vlhkosť vzduchu

2) dĺžka dňa 4) teplota vzduchu

A8. Antropogénny faktor je

1) súťaž dvoch druhov o územie

4) zber bobúľ

A9. vystavené faktorom s relatívne konštantnými hodnotami

1) kôň domáci 3) pásomnica býčia

A10. Širšia reakčná rýchlosť vo vzťahu k sezónnym teplotným výkyvom má

1) rybničná žaba 3) polárna líška

2) pšenica 4) pšenica

Časť B

V 1. Biotické faktory sú

1) organické zvyšky rastlín a živočíchov v pôde

2) množstvo kyslíka v atmosfére

3) symbióza, ubytovanie, dravosť

4) fotoperiodizmus

5) zmena ročných období

6) veľkosť populácie

Časť C

C1. Prečo je potrebné čistiť odpadových vôd pred vstupom do vodných útvarov?

Ekosystém (biogeocenóza), jeho zložky: producenti, konzumenti, rozkladači, ich úloha. Druhová a priestorová štruktúra ekosystému. Reťazce a energetické siete, ich prepojenia. Typy potravinových reťazcov. Vypracovanie schém na prenos látok a energie (potravinové reťazce). Pravidlo ekologickej pyramídy. Štruktúra a dynamika populácií

Biogenocenóza- samoregulačný ekologický systém tvorený populáciami rôznych druhov žijúcich spolu a interagujúcich medzi sebou a s neživou prírodou v relatívne homogénnych podmienkach prostredia. Biogeocenóza teda pozostáva z neživých a živých častí životného prostredia. Akákoľvek biogeocenóza má prirodzené hranice, vyznačuje sa určitým obehom látok a energie. Organizmy obývajúce biogeocenózu sa podľa funkcií delia na výrobcov, spotrebiteľov a rozkladačov :

– výrobcov , - rastliny produkujúce organické látky v procese fotosyntézy;

– spotrebiteľov – zvieratá, spotrebitelia a spracovatelia organických látok;

– rozkladače , - baktérie, huby, ako aj zvieratá, ktoré sa živia zdochlinami a hnojom, ničiteľmi organických látok, ktoré ich premieňajú na anorganické;

Uvedené zložky biogeocenózy sú trofické úrovne spojené s výmenou a prenosom živín a energie.

Tvoria sa organizmy rôznych trofických úrovní potravinové reťazce , v ktorom sa látky a energia prenášajú postupne z úrovne na úroveň. Na každej trofickej úrovni sa využíva 5 – 10 % energie prichádzajúcej biomasy.

Potravinové reťazce sa zvyčajne skladajú z 3-5 článkov, napríklad:

1) rastliny - krava - osoba;

2) rastliny - lienka - sýkorka - jastrab;

3) rastliny - mucha - žaba - had - orol.

Potravinové reťazce sú trosky a pasienky.

V detriálnych potravinových reťazcoch slúžia mŕtve organické látky ako potrava ( odumreté rastlinné pletivo - huby - stonožky - dravé roztoče - baktérie). Potravinové reťazce na pastvinách začínajú živými tvormi. ( Príklady pasienkových reťazcov sú uvedené vyššie. .)

Hmotnosť každého nasledujúceho článku potravinového reťazca sa zníži asi 10-krát. Toto pravidlo sa nazýva pravidlo ekologickej pyramídy. Pomery nákladov na energiu sa môžu prejaviť v pyramídach čísel, biomasa, energia.

Pyramída čísel odráža pomer producentov, konzumentov a rozkladačov v biogeocenóze. Biomasa - je to hodnota znázorňujúca hmotnosť organickej hmoty uzavretej v telách organizmov obývajúcich jednotkovú plochu.

Štruktúra a dynamika počtu populácií. Jeden z najdôležitejšie vlastnosti počet obyvateľov je jeho veľkosť. Veľkosť populácie je daná rôznymi faktormi – vnútropopulačná interakcia organizmov, vekové charakteristiky, konkurencia, vzájomná pomoc. Štruktúra populácie je jej rozdelenie do skupín. Obyvateľstvo sa delí na vekových skupín pohlavné rozdiely, genotypy a fenotypy. Priestorová štruktúra populácií odráža jej rozmiestnenie v priestore. Jednotlivci tvoria skupiny – svorky, rodiny. Takéto skupiny sa vyznačujú teritoriálnym správaním.

Populačná dynamika je zmena v počte jedincov v nej. Veľkosť populácie je určená jej hustotou - počtom jedincov na jednotku plochy. Zmeny v počtoch závisia od migrácie a emigrácie jedincov, ich úmrtia v dôsledku epidémií, či vplyvu iných faktorov prostredia.

PRÍKLADY ÚLOH

Časť A

A1. Vzniká biogeocenóza

1) rastliny a zvieratá

2) zvieratá a baktérie

3) rastliny, zvieratá, baktérie

4) územie a organizmy

A2. Spotrebitelia organickej hmoty v lesnej biogeocenóze sú

1) smreky a brezy 3) zajace a veveričky

2) huby a červy 4) baktérie a vírusy

A3. Výrobcovia v jazere sú

1) ľalie 3) raky

2) pulce 4) ryby

A4. Proces samoregulácie v biogeocenóze ovplyvňuje

1) pomer pohlaví v populáciách rôznych druhov

2) počet mutácií, ktoré sa vyskytujú v populáciách

3) pomer predátor-korisť

4) vnútrodruhová súťaž

A5. Jednou z podmienok udržateľnosti ekosystému môže byť

1) jej schopnosť zmeniť sa

2) rozmanitosť druhov

3) kolísanie počtu druhov

4) stabilita genofondu v populáciách

A6. Reduktory sú

1) huby 3) machy

2) lišajníky 4) paprade

A7. Ak celková hmotnosť prijatá spotrebiteľom 2. rádu je 10 kg, aká bola celková hmotnosť výrobcov, ktorí sa stali zdrojom potravy pre tohto spotrebiteľa?

1) 1000 kg 3) 10000 kg

2) 500 kg 4) 100 kg

A8. Špecifikujte detritálny potravinový reťazec

1) mucha - pavúk - vrabec - baktérie

2) ďatelina - jastrab - čmeliak - myš

3) raž - sýkorka - mačka - baktérie

4) komár - vrabec - jastrab - červy

A9. Počiatočným zdrojom energie v biocenóze je energia

1) Organické zlúčeniny

2) anorganické zlúčeniny

4) chemosyntéza

1) zajace 3) drozdy poľné

2) včely 4) vlky

A11. V jednom ekosystéme môžete nájsť dub a

1) gopher 3) lark

2) diviak 4) nevädza modrá

A12. Napájacie siete sú:

1) vzťahy medzi rodičmi a potomkami

2) rodinné (genetické) väzby

3) metabolizmus v bunkách tela

4) spôsoby prenosu látok a energie v ekosystéme

A13. Ekologická pyramída čísel odráža:

1) pomer biomasy na každej trofickej úrovni

2) pomer hmotností jednotlivého organizmu na rôznych trofických úrovniach

3) štruktúra potravinového reťazca

4) rozmanitosť druhov na rôznych trofických úrovniach

A14. Podiel energie prenesený na ďalšiu trofickú úroveň je približne:

1) 10% 2) 30% 3) 50% 4) 100%

Časť B

V 1. Vyberte príklady (pravý stĺpec) pre každú formu interakcie medzi populáciami rôznych druhov (ľavý stĺpec).

Časť C

C1. Ako vysvetliť, že určitú biogeocenózu obývajú určité zvieratá?

Diverzita ekosystémov (biogeocenózy). Sebarozvoj a zmena ekosystémov. Identifikácia dôvodov stability a zmeny ekosystémov. Etapy vývoja ekosystému. nástupníctvo. Zmeny v ekosystémoch pod vplyvom ľudskej činnosti. Agroekosystémy, hlavné rozdiely od prírodných ekosystémov

Biogeocenóza je pomerne stabilná v čase a je schopná samoregulácie a sebavývoja v prípade jednosmerných zmien biotopu. Zmena biocenóz je tzv nástupníctvo . Sukcesia sa prejavuje objavením sa a vymiznutím druhov v určitom biotope. Príkladom sukcesie je zarastanie jazera, zmena jeho druhového zloženia. Nahradenie druhovej skladby ekologického spoločenstva je jedným zo základných znakov sukcesie. V priebehu sukcesie môžu byť jednoduché spoločenstvá nahradené spoločenstvami so zložitejšou stavbou a rôznorodým druhovým zložením.

Agroekosystémy, hlavné rozdiely od prírodných ekosystémov. Umelé biocenózy vytvorené ľuďmi zapojenými do poľnohospodárstvo, sa volajú agrocenózy . Zahŕňajú rovnaké zložky životného prostredia ako prirodzené biogeocenózy, majú vysokú produktivitu, ale nemajú schopnosť samoregulácie a stability, pretože závisia od ľudskej pozornosti voči nim. V agrocenóze (napríklad žitné pole) sa vytvárajú rovnaké potravinové reťazce ako v prirodzenom ekosystéme: producenti (raž a burina), konzumenti (hmyz, vtáky, hraboše, líšky) a rozkladači (baktérie, huby). Človek je nevyhnutným článkom v tomto potravinovom reťazci. Agrocenózy okrem slnečnej energie dostávajú ďalšiu energiu, ktorú človek vynaložil na výrobu hnojív, chemikálií proti burine, škodcom a chorobám, na zavlažovanie či odvodňovanie pôdy atď. Bez takéhoto dodatočného výdaja energie je dlhodobá existencia agrocenóz prakticky nemožná. V agrocenózach pôsobí najmä umelý výber, riadený človekom predovšetkým s cieľom maximalizovať úrodu poľnohospodárskych plodín. V agroekosystémoch sa výrazne znižuje druhová diverzita živých organizmov. Na poliach sa zvyčajne pestuje jeden alebo niekoľko druhov (variet) rastlín, čo vedie k výraznému vyčerpaniu druhovej skladby živočíchov, húb a baktérií. Agrocenózy tak majú v porovnaní s prírodnými biogeocenózami obmedzené druhové zloženie rastlín a živočíchov, nie sú schopné samoobnovy a samoregulácie, hrozí im smrť v dôsledku masového rozmnožovania škodcov alebo patogénov a na ich udržanie si vyžadujú neúnavnú ľudskú činnosť.

PRÍKLADY ÚLOH

Časť A

A1. Najrýchlejšia cesta k postupnosti biogeocenózy môže viesť

1) šírenie infekcií v ňom

2) zvýšené množstvo zrážok

3) šírenie infekčných chorôb

4) ekonomická aktivitačlovek

A2. Obyčajne ako prví sa usadia na skalách

1) huby 3) bylinky

2) lišajníky 4) kríky

A3. Planktón je spoločenstvo organizmov:

1) sediaci

2) vznášanie sa vo vodnom stĺpci

3) sedavý spodok

4) rýchle plávajúce

A4. Nájsť nesprávne vyhlásenie.

Podmienka pre dlhodobú existenciu ekosystému:

1) schopnosť organizmov rozmnožovať sa

2) prílev energie zvonku

3) prítomnosť viac ako jedného druhu

4) neustála regulácia počtu druhov človekom

A5. Vlastnosť ekosystému, ktorá sa má zachovať pod vonkajšími vplyvmi, sa nazýva:

1) sebareprodukcia

2) samoregulácia

3) odolný

4) integrita

A6. Stabilita ekosystému sa zvýši, ak:

2) počet druhov rozkladačov klesá

3) narastá počet druhov rastlín, živočíchov, húb a baktérií

4) všetky rastliny zmiznú

A7. Najudržateľnejší ekosystém:

1) pšeničné pole

2) ovocný sad

4) kultúrna pastvina

A8. Hlavným dôvodom nestability ekosystémov:

1) nerovnováha obehu látok

2) sebarozvoj ekosystémov

3) trvalé zloženie komunity

4) fluktuácia populácie

A9. Upozornite na nesprávne tvrdenie. O zmene druhovej skladby stromov v lesnom ekosystéme rozhoduje:

1) environmentálne zmeny spôsobené členmi komunity

2) zmeniť klimatické podmienky

3) vývoj členov komunity

4) sezónne zmeny v prírode

A10. Počas dlhodobý rozvoj a zmeny v ekosystéme, počet druhov živých organizmov v ňom zahrnutých,

1) postupne klesá

2) postupne rastie

3) zostáva rovnaký

4) Deje sa to rôznymi spôsobmi

A11. Nájdite nesprávne tvrdenie. Vo vyspelom ekosystéme

1) populácie druhov sa dobre reprodukujú a nie sú nahradené inými druhmi

2) druhové zloženie spoločenstva sa naďalej mení

3) komunita je dobre prispôsobená prostrediu

4) komunita má schopnosť samoregulácie

A12. Účelovo vytvorené ľudské spoločenstvo sa nazýva:

1) biocenóza

2) biogeocenóza

3) agrocenóza

4) biosféra

A13. Upozornite na nesprávne tvrdenie. Agrocenóza zanechaná človekom odumiera, pretože.

1) konkurencia medzi pestovanými rastlinami sa zintenzívňuje

2) pestované rastliny sú vytlačené burinou

3) nemôže existovať bez hnojív a starostlivosti

4) neobstojí v konkurencii s prírodnými biocenózami

A14. Nájdite nesprávne tvrdenie. Znaky charakterizujúce agrocenózy

1) väčšia rozmanitosť druhov, zložitejšia sieť vzťahov

2) získavanie dodatočnej energie spolu so solárnou energiou

3) neschopnosť dlhodobej samostatnej existencie

4) oslabenie samoregulačných procesov

Časť B

V 1. Vyberte príznaky agrocenózy

1) nepodporujú ich existenciu

2) pozostávajú z malého počtu druhov

3) zvýšiť úrodnosť pôdy

4) získať extra energiu

5) samoregulačné systémy

6) neexistuje prirodzený výber

V 2. Nájdite súlad medzi prírodnými a umelými ekosystémami a ich vlastnosťami.

VZ. Nájdite správnu postupnosť udalostí, keď vegetácia kolonizuje skaly:

1) kríky

2) šupinové lišajníky

3) machy a huňaté lišajníky

4) bylinné rastliny

Časť C

C1. Ako ovplyvní náhrada sobolia kunou biocenózu lesa?

Teória k úlohe 17 zo skúšky z biológie

biotopy organizmov. Ekologické faktory: abiotické, biotické, ich význam. Antropogénny faktor

Biotopy organizmov

Organizmus nemožno úplne izolovať od prostredia, pretože je s ním spojený mnohými priamymi a nepriamymi interakciami. Telo pritom vplyvy prostredia nielen prežíva, ale v priebehu života ho aj aktívne mení. Napríklad akumulácia kyslíka v atmosfére bola spočiatku spojená s aktivitou fotosyntetických baktérií a potom rastlín. V deštrukcii skaly dôležitú úlohu zohrávajú také malé organizmy, akými sú baktérie a lišajníky, ktoré postupom času premieňajú nimi obývané oblasti na vhodné pre iné tvory.

Prepojenia organizmu s prostredím nevznikajú náhle, najčastejšie sa formujú historicky. V dôsledku toho sa vytvárajú supraorganizmové systémy, ktorých organizáciu a fungovanie študuje veda. ekológia. Okrem toho sú jej predmetom vzťahy a vzorce spolužitia živých organizmov v prírode, ako aj zákonitosti „zdravého“ stavu ako normy a základu existencie života. Preto znalosť histórie školstva, štruktúry spoločenstiev živých organizmov a environmentálnych faktorov, ktoré ich ovplyvňujú, nám umožní zachovať životné prostredie nevyhnutné pre život človeka a racionálne využívať Prírodné zdroje.

Súhrn všetkých tiel a javov živej a neživej prírody obklopujúcich organizmus tvorí jeho biotop. V súčasnosti existujú štyri hlavné biotopy: vodný, suchozemsko-vzdušný, pôdny a vnútorné prostredie organizmu.

Vodné prostredie. Základom vodného prostredia je voda, ktorá na jednej strane svojou pomerne výraznou hustotou sťažuje organizmom pohyb v ňom, na druhej strane im poskytuje oporu, ako aj väčšiu či menšiu rovnomernosť. podmienok (transport plynov a živín, menšie výkyvy teplôt a pod.) d.). Voda zle rozpúšťa kyslík a zle prenáša svetlo potrebné na fotosyntézu, čo obmedzuje predovšetkým šírenie rastlinných organizmov v nej. Voda navyše nie vždy obsahuje dostatočné množstvo živín. Pobrežné zóny morí a oceánov podliehajú výrazným výkyvom hladiny vody, a preto sa organizmy žijúce v týchto zónach periodicky ocitajú v prostredí zem-vzduch. Vodné prostredie je charakteristické pre Svetový oceán, moria, kontinentálne nádrže.

Organizmy, ktoré sa prispôsobili životu vo vodnom prostredí, sú tzv hydrobionty. V závislosti od toho, ako sa prispôsobili svojmu biotopu, sa hydrobionty delia do štyroch hlavných ekologických skupín: neuston, nektón, planktón a bentos.

TO neuston zahŕňajú organizmy, ktoré žijú v povrchovom filme vody a využívajú silu povrchového napätia, napríklad vodné chrobáky, larvy niektorých mäkkýšov, množstvo prvokov a rias.

Aktívne plávajú vo vodnom stĺpci, nazývajú sa zvieratá, ktoré dokážu odolávať prúdom a cestovať na veľké vzdialenosti nektón. Zvyčajne majú aerodynamický tvar tela a dobre vyvinuté orgány pohybu. Patria sem veľryby, plutvonožce, ryby, hlavonožce atď.

Planktón je súbor organizmov, ktoré obývajú vodný stĺpec v rôznych nádržiach a sú unášané prúdmi. Planktonické organizmy sa väčšinou pasívne vznášajú vo vodnom stĺpci, aj keď niektoré z nich sa môžu aktívne pohybovať. Ich prispôsobenie na život vo vodnom stĺpci je zníženie špecifickej hmotnosti a odolnosť voči tlaku vodného stĺpca. Prvý je dosiahnutý tvorbou početných výrastkov, vakuol naplnených olejom alebo plynom atď., zatiaľ čo druhý je zabezpečený prítomnosťou vonkajšej alebo vnútornej kostry. Takže aj jednobunkoví obyvatelia morí a oceánov - najjednoduchšie testate améby, foraminifera, dory a ray - majú dobre definované vonkajšie schránky alebo dokonca vnútorné kostry. Aktívny pohyb planktonických organizmov vo vodnom prostredí je možný vďaka prítomnosti pseudopodov, bičíkov a riasiniek v jednobunkových organizmoch, zatiaľ čo mnohobunkové organizmy využívajú prúdový pohyb (črevný) alebo vyvíjajú svalové úsilie (ploché a annelids). V závislosti od systematickej príslušnosti sa planktónne organizmy klasifikujú ako fytoplanktón alebo zooplanktón.

bentické organizmy prispôsobené na život na dne vodných útvarov a viesť pripútaný životný štýl (veľké riasy, koraly, huby atď.) alebo sa pohybovať po dne (mäkkýše, červy). Rastliny vodného prostredia, najmä tie vyššie, ktoré sa už druhýkrát vrátili do vody, majú výrazné vzduchové dutiny, ktoré zabezpečujú ich umiestnenie na hladine vody alebo v jej blízkosti. Okrem toho život vo vodnom prostredí prispieva k redukcii kožných, mechanických a vodivých tkanív, pretože funkcie, ktoré tieto tkanivá vykonávajú, výrazne strácajú svoj význam.

Prostredie zem-vzduch sa od vody líši nielen nižšou hustotou, lepším prísunom kyslíka a väčšou intenzitou osvetlenia, ale aj výraznou variabilitou podmienok - náhlymi zmenami teploty, vlhkosti, zrážkami a pod. Toto prostredie sa vyznačuje najväčšou rozmanitosťou podmienok, predovšetkým teplotným faktorom, vlhkosťou a svetlom. Organizmy, ktoré zvládli toto najťažšie prostredie na bývanie, sa nazývajú aerobiotmi. Vyznačujú sa prítomnosťou vyvinutého podporného systému alebo mechanických tkanív.

Pohyb v prostredí zem-vzduch pre zvieratá uľahčuje nielen nízky odpor vzduchu, ale aj schopnosť odtláčania sa od pevnej opory (pôdy). Mnohé mäkkýše, pavúkovce a hmyz, ako aj plazy, vtáky a cicavce to úspešne zvládli. Pre rastliny však toto prostredie vytvára značné prekážky pri realizácii životne dôležitých procesov, predovšetkým z dôvodu nedostatku vody v atmosfére a jej chudoby na živiny, takže ich prístup na pôdu viedol k vzniku kožných, mechanických a vodivých tkanív, ako aj rozdelenie tela na vegetatívne orgány - výhonok, ktorý plní funkciu výživy vzduchu a koreň, ktorý poskytuje rastline vodu a minerálne soli. Na súši žijú prevažne vyššie rastliny.

pôdne prostredie je povrchová vrstva litosféry, pretvorená v dôsledku interakcie mnohých faktorov, medzi ktorými zohrávali významnú úlohu živé organizmy. Líši sa vzhľadom na vysoká hustota, nízka osvetlenosť, heterogenita zloženia, aj keď na rozdiel od prostredia zem-vzduch sa v ňom zvyčajne nepozoruje taký teplotný spád a nedostatok vody a minerálnych solí. Vzduch môže prenikať aj do medzier medzi pôdnymi časticami, ale kyslík je pomerne rýchlo spotrebovaný oxidačnými procesmi, takže možno pozorovať jeho nedostatok.

Napredovanie organizmu v pôde je často spojené s výraznými prekážkami, takže živočíchy v pôde sa pohybujú buď medzi jej časticami, alebo ju roztláčajú ako dážďovku, alebo ju hrabú pomocou končatín (krt, krtko, medveď). . Rast koreňov je uľahčený deskvamáciou a slizovaním buniek koreňového uzáveru. Zároveň sú orientované smerom k stredu zeme, ako aj k vysokým koncentráciám vody a živín. Organizmy, ktoré obývajú pôdu, sú tzv edafobionty.

Biotop, okrem toho, že obklopuje konkrétny organizmus, má naň, rovnako ako naň, určitý vplyv. Preto sa telesá a prírodné javy, ktoré môžu interagovať s telom, nazývajú faktory prostredia. Delia sa do dvoch skupín: abiotické a biotické.

TO abiotické faktory zahŕňajú všetky fyzikálno-chemické vplyvy, ktoré môžu vyvolať odozvu organizmu. Patria sem klimatické (svetlo, teplota, vlhkosť), chemické (chemické zloženie biotopu), edafické (pôdne typy) a iné vplyvy.

Svetlo nazývaný celý rozsah slnečného žiarenia, čo je tok energie s vlnovými dĺžkami od 1 do 1000 nm. Zďaleka nie všetko svetlo vyžarované Slnkom dopadá na zemský povrch: viac ako polovica je odrazená a rozptýlená atmosférou. O vplyve svetla, ktoré je hlavným zdrojom energie na Zemi, možno uvažovať z hľadiska jeho intenzity, vlnovej dĺžky a fotoperiódy.

Vo vzťahu k intenzite svetla sa rastliny delia na svetlomilné, tieňomilné a tieňomilné a živočíchy na denné a nočné. Prispôsobenie sa zachytávaniu svetla v rastlinách sa prejavuje v tom, že vytiahnu listy na slnko a usporiadajú ich tak, aby jeden nezakrýval druhý (listová mozaika). Ani svetlomilné rastliny však nie vždy dokážu odolať príliš ostrému slnku, a preto sa pred ním chránia zmenou polohy listov a chloroplastov v nich, zvyšovaním dospievania listov, ktoré rozptyľuje svetlo atď. trochu iný pomer fotosyntetických pigmentov ako svetlomilné rastliny, viac počet chloroplastov a ďalšie vlastnosti, vďaka ktorým získavajú nielen tmavozelenú farbu, ale aj efektívnejšie zachytávajú svetlo.

Spektrum svetla je rozdelené do niekoľkých oblastí:

• 10-400 nm - ultrafialové žiarenie;
• 400-740 nm - viditeľné svetlo;
• 740-1000 nm - infračervené žiarenie.

Vlnová dĺžka svetla je dôležitá pre tok najdôležitejších životných procesov. Malé dávky ultrafialového žiarenia sú teda potrebné pre videnie mnohých druhov hmyzu, tvorbu vitamínu D v ľudskej koži a veľké dávky sú smrteľné, čo spôsobuje tvorbu zhubných nádorov (rakoviny) kože pri dlhodobom vystavení slnku. . Ozónový štít v hornej atmosfére chráni Zem pred prebytočným ultrafialovým žiarením, no v posledných rokoch jeho stav vyvoláva vážne obavy v dôsledku používania rôznych chemických zlúčenín, štartov rakiet atď.

Viditeľné svetlo zabezpečuje proces fotosyntézy a transpirácie v rastlinách (otváranie a zatváranie prieduchov reguluje aj svetlo rôznych vlnových dĺžok), videnie väčšiny zvierat a ľudí a je tiež synchronizátorom biologických rytmov pre obe skupiny organizmov.

Dlhší rozsah vlnových dĺžok svetla sa nazýva infračervené žiarenie. Toto žiarenie zvyšuje teplotu ohrievaného telesa a znižuje ju v žiariči lúčov s danou vlnovou dĺžkou. Infračervené žiarenie využívajú rôzne studenokrvné živočíchy a niektoré rastliny, čím sa zvyšuje teplota tela alebo jeho jednotlivých častí. Avšak tie isté lúče, odrážané od povrchu Zeme a vyžarované zvieratami a rastlinami, nemôžu prechádzať atmosférou nasýtenou oxidom uhličitým a odrážajú sa späť, čo prispieva k zhoršeniu globálne otepľovanie. Vzhľadom na podobnosť tohto javu s procesmi prebiehajúcimi v uzavretej pôde bol tzv « skleníkový efekt».

Fotoperióda nazývané trvanie denného svetla a noci, ktoré má denný a sezónny rytmus a určuje načasovanie kvitnutia mnohých rastlín a správanie zvierat vďaka ich skorému vnímaniu budúcich zmien.

Teplota ovplyvňuje rýchlosť biochemických reakcií, avšak významná časť organizmov môže existovať len v úzkom teplotnom rozmedzí, keďže prudké prechody z tepla do chladu a naopak nepriaznivo ovplyvňujú ich metabolizmus. Jedinou výnimkou sú snáď len baktérie, ktorých spóry znesú ochladenie na -200 $°$C a zahriatie až na 100 $°$C.

Teploty, pri ktorých prebiehajú aktívne fyziologické procesy, sa nazývajú efektívne, ich hodnoty nepresahujú smrteľné teploty. Sumy efektívne teploty, alebo súčet tepla, sú pre každý druh konštantnou hodnotou a určujú hranice jeho rozšírenia. Napríklad skoré odrody zemiakov sa môžu pestovať v regióne Magadan, ale nie slnečnica.

Vo vzťahu k teplote sa všetky organizmy delia na teplomilné ( termofily) a chladnomilný ( kryofilov). Medzi termofily patria baktérie, rastliny a živočíchy. Niektoré druhy siníc teda žijú v geotermálnych prameňoch na Kamčatke pri teplotách 75-80 $°$C, kaktusy a ťavie tŕnie znášajú ohrev vzduchu až na 70 $°$C a množstvo púštnych druhov kobyliek, motýľov a plazov preferujú teploty okolo $40 °$C. Zároveň kakao zomrie, keď teplota klesne na +8 $°$С.

Chladomilné druhy môžu vykonávať svoju životnú aktivitu pri 8-10 $°$С, ale zriedka prežijú, keď teplota stúpa. Semená rastlín, spóry baktérií a húb, vírniky a niektoré škrkavky odolávajú mrazu nad -270 $ ° $ C bez veľkého poškodenia následného života a v aktívnom stave pri nízkych teplotách existuje množstvo živočíšnych druhov (tučniaky) a rastlín (riasy, nahosemenné rastliny) .

Rastliny nie sú schopné udržiavať stálu telesnú teplotu, ale na rozdiel od zvierat sú nútené prispôsobiť sa jej pôsobeniu. Akokoľvek sa to môže zdať paradoxné, ale adaptácie na tolerovanie vysokých a nízkych teplôt v rastlinách sú do značnej miery podobné: hromadenie rozpustných cukrov, aminokyselín a iných zlúčenín viažucich vodu v cytoplazme a zvýšenie intenzity dýchania. Mnohé arktické druhy majú kompaktnú veľkosť, zatiaľ čo ich reprodukčné orgány sú pomerne veľké. Rastliny južných zemepisných šírok môžu mať veľmi malé listy alebo ich úplne stratiť (euphorbia, kaktusy), zatiaľ čo stonka plní funkciu fotosyntézy.

U zvierat sú reakcie na teplotu okolia zamerané na reguláciu prenosu tepla. Tí, ktorí nie sú schopní udržiavať stálu telesnú teplotu, sú klasifikovaní ako poikilotermický, a tí, pre ktorých je to neustále - do homoiotermický.

Poikilotermné živočíchy zahŕňajú všetky bezstavovce, ryby, obojživelníky a plazy. Majú nižšiu rýchlosť metabolizmu. Zvýšenie ich telesnej teploty zabezpečuje absorpcia tepelného žiarenia slnečného žiarenia a vyhrievaných predmetov (obojživelníky, plazy), svalová práca (lietajúci hmyz), spoločenský život (termity, mravce, včely), intenzita odparovania vlhkosti povrchu tela a pod.. Pri výraznom poklese teploty upadajú poikilotermné živočíchy do stavu strnulosti (anabiózy).

Homeotermné živočíchy (vtáky a cicavce) sa vyznačujú vyššou úrovňou metabolických procesov, ktoré sú sprevádzané uvoľňovaním tepla. Pri nízkych teplotách u homoiotermných živočíchov sa zvyšuje intenzita biochemických reakcií a zvyšuje sa množstvo tepla, ktoré je distribuované do celého tela. Vysoké teploty sú sprevádzané zvýšeným potením a dokonca aj sálaním tepla. Dôležitú úlohu pri ochrane tela pred náhlymi zmenami teplôt zohráva perie alebo vlasová línia, ako aj podkožné tukové tkanivo, ktoré plní tepelnoizolačnú funkciu. Napriek takémuto zložitému systému termoregulácie však zásoby organizmu homoiotermných živočíchov nie sú neobmedzené a pri príliš nízkych alebo vysokých teplotách hynú.

Voda je nevyhnutnou súčasťou bunky, ale jej množstvo a dostupnosť v určitých biotopoch môže obmedziť distribúciu organizmov.

Podľa stupňa potreby vody sa rastliny delia do troch hlavných ekologických skupín: xerofyty, mezofyty a hygrofyty. Xerofyty- Sú to rastliny suchých stanovíšť, vyznačujú sa predlžovaním koreňov, zhrubnutím kutikuly, pubescenciou listov, zmenšením veľkosti listov, niekedy aj ich vypadávaním. Patria sem kaktusy, tučné ženy, ťaví tŕň - saxaul atď.

Mezofyty zaberajú mierne vlhké oblasti zemského povrchu, patrí sem pšenica, hrach a pod. Niektorí zástupcovia tejto ekologickej skupiny pri nepriaznivých podmienkach dokážu rýchlo ukončiť vegetačné obdobie a prežiť sucho vo forme semien, cibúľ, hľúz alebo podzemkov (tulipán, konvalinka , čučoriedky).

Hygrofyty prispôsobené životu v podmienkach nadmernej vlhkosti. Patria sem lekno, trstina, orobinec a pod. Neexistujú žiadne špeciálne zariadenia na ochranu pred vyparovaním, avšak nadmerná vlhkosť prostredia, ktorá môže spôsobiť nedostatok kyslíka, prispieva k vzniku vzduchových dutín u hygrofytov.

Živočíchy, podobne ako rastliny, musia doháňať stratu vody, na čo ju pijú na napájadlách, ktoré sa často nachádzajú vo vzdialenosti desiatok kilometrov, získavajú z potravy alebo skladujú. Pri nedostatku vody sú niektoré zvieratá schopné hibernácie.

Nedostatok minerálnych solí v pôde vyvoláva ich nedostatok v tele, v dôsledku čoho sú narušené životne dôležité procesy a v konečnom dôsledku odchýlka od normy v rýchlosti rastu a vývoja. Napríklad nedostatok vápnika u ľudí môže viesť k zvýšeniu krehkosti kostí a u rastlín k zníženiu veľkosti listov, odumieraniu koreňov a vrcholov atď.

V prípade nadbytku solí je sťažená výmena vody rastlín a živočíchov, navyše mnohé ióny sú pre telo toxické. Preto je biodiverzita flóry a fauny solončakov oveľa nižšia ako počet druhov v ekosystémoch, ktoré nie sú zaťažené takými vysokými koncentráciami soli. Rastliny žijúce na týchto miestach sa však prispôsobili používaniu takého množstva solí, ktoré potrebujú pre priebeh životne dôležitých procesov a prebytočné soli sa ukladajú do vakuol alebo sa uvoľňujú von. Rastliny a zvieratá, ktoré sa prispôsobili životu v podmienkach zvýšenej slanosti, sa nazývajú halofily. Patria sem soleros, tamarix, koraly, mnohé morské bezstavovce, baktérie atď.

Kyslosť je tiež nevyhnutným environmentálnym faktorom, pretože mnohé metabolické procesy s prostredím prebiehajú v obmedzenej zóne pH a v pôde ovplyvňuje aj zloženie a aktivitu mikroflóry, ktorá zabezpečuje životne dôležitú činnosť rastlín. Takže pri nízkych hodnotách pH sa napríklad znižuje tok dusíka z pôdy do rastlín, zatiaľ čo dostupnosť vápnika sa naopak zvyšuje. Rastliny prispôsobené životu v prostredí prekyslenie, sa volajú acidofilov(ľan machový, niektoré prasličky a ostrice), redukované - bazofily(rebríček, jelša, modráčica) a pôdne rastliny s neutrálnou reakciou - neutrofily(jahoda, maryannik, kyslé).

prírodné zdroje ionizujúce žiarenie sú kozmické lúče, takmer úplne oneskorené hornými vrstvami atmosféry, ako aj žiarenie série chemické prvky(izotopy uránu, rádia, draslíka atď.) a produkty ich rozpadu. V posledných desaťročiach sa objavili umelé zdroje ionizujúce žiarenie- reaktory jadrových elektrární, ľadoborcov a ponoriek, hlavice rakiet a jadrové bomby, röntgenové prístroje v zdravotníckych zariadeniach, domáce spotrebiče a pod. Malé dávky ionizujúceho žiarenia nepresahujúce prirodzené pozadie môžu zvýšiť klíčivosť semien a rýchlosť rastu rastlín a ich zvýšenie spôsobuje mutácie, metabolické poruchy a delenie buniek rast a vývoj tela a môže viesť k smrti.

Určitý vplyv na živé organizmy má aj terén, atmosférický tlak, atmosférická elektrina, požiare, magnetické pole Zeme, hluk a ďalšie faktory.

Biotické faktory prostredia nazývané súhrnom živých organizmov, ktoré svojou životnou činnosťou ovplyvňujú iné živé bytosti. Jedným z biotických faktorov je aj vplyv človeka. V tomto smere je rozhodujúca druhová diverzita spoločenstva a početnosť populácií, ktoré ho tvoria. Živé organizmy sa medzi sebou neusídľujú náhodou, ale vytvárajú určité spoločenstvá prispôsobené spolunažívaniu. Podľa smeru pôsobenia na organizmus možno všetky vzťahy medzi organizmami v spoločenstvách rozdeliť na symbiózu, antibiózu a neutralizmus.

Mutualizmus- ide o obojstranne výhodné spolužitie, v ktorom je predpokladom existencie každého z organizmov prítomnosť partnera, napríklad spolužitie koreňov rastlín s nodulovými baktériami a hubami.

spolupráce nazýva sa forma symbiózy, v ktorej partnerské spolužitie prináša obom zjavné výhody, ale ich spojenie je voliteľné, ako medzi kraba pustovníka a sasankou.

Komenzalizmus- ide o formu vzťahu, v ktorej jeden z partnerov z nich profituje, kým druhý je ľahostajný (epifytické a dreviny).

Predátorstvo Spočíva v usmrtení ulovených jedincov iného druhu niektorými zvieratami. Predátormi nie sú len zvieratá, ale aj hmyzožravé rastliny, niektoré huby.

Vzťah medzi jedincami rovnakého alebo odlišného druhu súťažiacimi o rovnaké obmedzené zdroje sa nazýva súťaž. Napríklad huby môžu obmedzovať rast baktérií uvoľňovaním antibiotík a zvieratá sa môžu dokonca navzájom napádať.

amensalizmus v skutočnosti ide o extrémny prípad konkurencie, ak je jeden z konkurentov oveľa silnejší ako druhý. Napríklad veľký strom tieni tráve pod korunou, pričom takmer necíti odpor.

alelopatia v širšom zmysle tohto pojmu znamená interakciu rastlín s pomocou biologicky účinných látok, však spočiatku to znamenalo len potláčanie iných niektorými rastlinami. Príklady alelopatie sú potlačenie rastu iných rastlín koreňovými sekrétmi pšeničnej trávy.

Neutralizmus nazýva sa akýkoľvek typ vzťahu, v ktorom sa organizmy žijúce spolu na tom istom území navzájom priamo neovplyvňujú, ako napríklad dub a los v dubovom lese.

Zákon optima. Napriek tomu, že množstvo environmentálnych faktorov sa dlhodobo prakticky nemení, ako napríklad gravitačná sila, zloženie a vlastnosti atmosféry, oceánske vody atď., väčšina ostatných faktorov sa mení v čase aj priestore. Tieto zmeny môžu byť pravidelné-periodické (čas dňa, príliv a odliv, ročné obdobia), nepravidelné (hurikány, cunami, zemetrasenia) alebo smerové (zmeny klímy, znečistenie ovzdušia).

Jednotlivé organizmy, ako aj superorganizmy sú nútené prispôsobovať sa prebiehajúcim zmenám, rezervy ich adaptácie sa však vytvorili v procese evolúcie a nie sú neobmedzené, preto pre každý organizmus, populáciu a ekosystém existuje množstvo podmienky prostredia - rozsah stability (prežitia)., v rámci ktorej prebieha životná činnosť predmetov. Mimo tohto rozsahu - hranice prežitia- živý systém buď okamžite odumiera, alebo vytvára semená, spóry a pod., alebo prechádza do dočasného pokojového stavu (cibuľky, hľuzy a iné zásobné orgány rastlín, anabióza u živočíchov a pod.).

V rámci rozsahu stability nie je rýchlosť rastu a vývoja organizmov rovnaká. Napríklad dĺžka životného cyklu ovocnej mušky Drosophila pri teplote +24 $°$C je v priemere dva týždne a pri teplote +17 $°$C sú to už asi tri týždne. Také hodnoty ekologického faktora, ktoré organizmy a populácie dosahujú najlepší vývoj a maximálna produktivita sa nazývajú optimálne. Akékoľvek odchýlky od tohto optima spôsobujú inhibíciu životne dôležitých procesov.

Identifikácia týchto zákonitostí umožnila formulovať zákon optima: každý environmentálny faktor má určité hranice pozitívneho vplyvu na organizmy.

Hľadanie optimálnych hodnôt environmentálnych faktorov má veľký praktický význam pre poľnohospodárstvo a lesníctvo, ako aj niektoré odvetvia medicíny, pretože len za týchto podmienok sa realizuje geneticky naprogramovaný produkčný potenciál daného druhu a je tiež možné zachovať ľudské zdravie.

Zákon minima. Optimálny pomer environmentálnych faktorov je v prírode pomerne zriedkavý a tie faktory, ktoré najviac spôsobujú poruchy rastu a vývoja tela, sa nazývajú obmedzujúce. Telo sa prispôsobuje predovšetkým im.

Napriek tomu, že povaha limitujúcich faktorov nie je rovnaká: nedostatok chemického prvku v pôde, nedostatok tepla alebo vlahy, biotické vzťahy (obsadenie územia silnejším konkurentom, nedostatok opeľovačov pre rastliny), môže výrazne brániť prosperite druhu. Rozsah druhu je teda výrazne obmedzený dvoma ukazovateľmi: teplotným prahom vývoja a súčtom efektívnych teplôt.

Identifikácia obmedzujúcich faktorov je z praktického hľadiska veľmi dôležitá. Mnohé kultúrne rastliny sú teda veľmi náročné na kyslosť pôdy, takže vápnenie pôdy môže výrazne zvýšiť ich produktivitu.

Štúdium vplyvu nedostatku prvkov minerálnej výživy na rastliny formuloval nemecký fyziológ J. Liebig zákon minima(1840):

Najväčší vplyv na rast a vývoj organizmu má faktor, ktorý v súčasnosti v najväčšej miere chýba.

K narušeniu životných funkcií organizmu však môže viesť nielen nedostatok akéhokoľvek faktora, ale aj jeho nadbytok, preto je v súčasnosti rozšírenejší zákon limitujúceho faktora:

Najvýznamnejším faktorom je ten, ktorý sa najviac odchyľuje od optimálnych hodnôt pre organizmus; je to on, kto určuje prežitie jednotlivcov v danom momente.

Faktory prostredia nepôsobia na organizmy oddelene, ale vo vzájomnej úzkej interakcii. Nadmerné hodnoty niektorých z nich môžu znížiť nepriaznivé účinky nedostatku iných, pretože napríklad v prípade nepriaznivej fotoperiódy ju môžu nahradiť zvýšené teploty. Tento jav sa nazýva kompenzácie.

biologické rytmy. Existencia rytmických výkyvov v mnohých environmentálnych faktoroch núti živé organizmy, aby koordinovali svoju životnú aktivitu s obdobiami pôsobenia najpriaznivejších hodnôt týchto faktorov. Takéto periodicky sa opakujúce zmeny intenzity a smeru biologických procesov sa nazývajú biologické rytmy.

Biologické rytmy sú najčastejšie dedične fixované, ale niektoré z nich sú korigované zmenami faktorov prostredia. Jedným z hlavných faktorov pravidelne ovplyvňujúcich organizmy a ekosystémy je svetlo, pretože nielenže pôsobí na organizmy od okamihu ich objavenia, ale je aj najstabilnejšie vo svojej dynamike, je autonómne a nepodlieha iným vplyvom.

cirkadiánní rytmy spoločné pre väčšinu rastlinných a živočíšnych druhov. Režim osvetlenia im slúži ako signálny faktor pre začiatok a koniec činnosti. U mnohých druhov dochádza počas sezóny k zmene denných rytmov. Pieskomily uprostred leta majú dva vrcholy aktivity počas dňa a po jednom na začiatku jari a koncom jesene.

Cirkadiánne(cirkadiánne, cirkadiánne) rytmy sú opakované zmeny intenzity a smeru životných procesov v trvaní 20 až 28 hodín.Sem patria denné cykly činnosti rôznych orgánov a systémov orgánov ľudského tela, otváranie a zatváranie kvetov počet rastlín.

Ďalšou veľmi dôležitou skupinou biologických rytmov, ktoré majú veľký význam pre vyššie a nižšie organizmy, sú sezónne (skoro-sezónne), ročné (cirkevné, cirkánske) rytmy, spôsobené rotáciou Zeme okolo Slnka.

fotoperiodizmus. Reakcia organizmov na denný rytmus osvetlenia (pomer dĺžky dňa a noci), ktorá sa prejavuje v zmene intenzity procesov rastu a vývoja, sa nazýva fotoperiodizmus. Je prítomný u zvierat aj rastlín.

V rastlinách je fotoperiodizmus adaptáciou na komplex sezónnych zmien vonkajších podmienok. Napríklad rastliny v rovníkovej zóne a trópoch, kde deň a noc majú približne rovnakú dĺžku, kvitnú pri krátkom dennom svetle, zatiaľ čo rastliny mierneho podnebia, ktorých leto sa vyznačuje dlhým denným svetlom (viac ako 12 hodín), vykonajte tento úkon iba počas dlhého dňa. Zníženie dĺžky denného svetla pre nich znamená príchod zimy a prestanú rásť, prejdú na kvitnutie a plodenie, akumuláciu rezervných látok.

U zvierat je fotoperiodizmus spojený aj so zmenami životne dôležitých procesov, napríklad so začiatkom a ukončením obdobia párenia, zlieňovaním, sezónnymi migráciami, zimným spánkom atď. Je tiež geneticky fixovaný, ale v mnohých prípadoch je koordinovaný s každodenným rytmus osvetlenia.

Antropogénny faktor

antropogénne Faktorom je súhrn dôsledkov ľudskej činnosti na životné prostredie. Spočíva vo využívaní prírodných zdrojov vrátane vyčerpateľných (ťažba plynu, ropy, rúd atď.), znečisťovaní ovzdušia, vody a pôdy, vyhubení značného počtu živočíšnych a rastlinných druhov, čo vedie k nezvratnému narušeniu ekologickej rovnováhy. Antropogénny faktor vo väčšine prípadov nie je systematický, preto je adaptácia organizmov na jeho pôsobenie výrazne sťažená.

Ekosystém (biogeocenóza), jeho zložky: producenti, konzumenti, rozkladači, ich úloha. Druhová a priestorová štruktúra ekosystému. trofické úrovne. Reťazce a energetické siete, ich prepojenia. Pravidlá ekologickej pyramídy. Vypracovanie schém na prenos látok a energie (reťazce a energetické siete)

Ekosystém (biogeocenóza), jeho zložky: producenti, konzumenti, rozkladači, ich úloha

Biogeocenóza je stabilný, dosť homogénny komplex navzájom súvisiacich druhov živých organizmov a zložiek životného prostredia.

Príkladmi biogeocenóz sú listnatý les, borovicový les, vodná lúka, jazero, močiar atď. Podľa doktríny biogeocenóz vypracovanej akademikom V. N. Sukačevom sú vlastnosti biogeocenózy integrita, otvorenosť, sebaregulácia a sebareprodukcia.

V biogeocenóze sa rozlišujú biotické a abiotické zložky (biocenóza a biotop). Biocenóza nazývaný súhrn populácií živých organizmov, ktoré obývajú pevninu alebo nádrž. Vyznačuje sa druhovou diverzitou, hustotou obyvateľstva, biomasou a produktivitou. Miesto nádrže alebo samotnej krajiny s rovnakými reliéfnymi podmienkami, klímou a inými abiotickými faktormi, ktoré zaberá určitá biocenóza, je biotop.

Integrita biogeocenóz je udržiavaná tokom energie, ktorá ňou prechádza. Keďže hlavným dodávateľom energie na Zem je slnečné svetlo, potom ho zachytia a premenia autotrofy na formu organických látok prístupných iným organizmom, zatiaľ čo heterotrofy využívajú hotové organické látky.

Z ekologického hľadiska sa biogeocenózy delia na tri hlavné skupiny organizmov: producenti, konzumenti a rozkladači. Výrobcovia sú autotrofné organizmy, ktoré syntetizujú organické látky z anorganických látok. Prostredníctvom nich dochádza do ekosystému k prílevu energie slnečného žiarenia či chemických väzieb anorganických zlúčenín.

Hlavnými producentmi väčšiny ekosystémov sú zelené rastliny, aj keď nemožno nespomenúť foto- a chemosyntetické baktérie, ktoré sú základom niektorých vodných ekosystémov.

Spotrebitelia, čo sú heterotrofy, spotrebúvajú v priebehu života organické látky syntetizované autotrofmi. Patria sem bylinožravé a mäsožravé zvieratá, ako aj huby. Spotrebitelia môžu byť zastúpení niekoľkými druhmi, z ktorých každý je potravou pre ďalší. Napríklad bylinožravé živočíchy (hmyz) sa považujú za konzumentov 1. rádu, hmyzožravé vtáky - konzumenti 2. rádu a dravé vtáky - konzumenti 3. rádu.

Prítomnosť konzumentov v biogeocenóze nie je predpokladom jej existencie, pretože mŕtve pozostatky budú stále využité rozkladačmi. Toto sú niektoré hlbokomorské ekosystémy, v ktorých sú producentmi chemosyntetické baktérie.

rozkladače patria tiež medzi heterotrofy, keďže využívajú hotové organické látky, rozkladajú ich na anorganické látky, opäť zapojené do biotického cyklu látok u výrobcov. Rozkladačmi sú baktérie, huby a niektoré živočíchy, napríklad dážďovky.

V dôsledku existencie týchto troch skupín organizmov v biogeocenózach sa teda uskutočňuje obeh látok, pričom väčšina energie sa rozptýli.

Druhová a priestorová štruktúra ekosystému

Napriek tomu, že biogeocenózy Zeme sú dosť rôznorodé, v prírodných podmienkach žiadna z nich nemôže fungovať na úkor jediného druhu živých organizmov, pretože tieto nemôžu byť zároveň producentom, spotrebiteľom a rozkladačom. V obyčajnom dubovom lese teda žije asi 100 druhov rastlín, niekoľko tisíc druhov živočíchov a stovky druhov húb a baktérií.

Samozrejme, typy živých bytostí sa líšia nielen vonkajšími a vnútorné vlastnosti, ale aj počet jedincov v populáciách, ako aj úlohu v tejto biogeocenóze. Druhy, ktoré najviac určujú typ a štruktúru spoločenstva sú tzv dominanty.

V borovicovom lese je teda dominantným stromovým poschodím borovica a v krovinovom poschodí napríklad maliny, v trávnatej vrstve zubry, jahody atď. Iné druhy môžu hrať v ekosystéme menej významnú úlohu, ale to neznamená, že sú menej dôležité ako dominanty, pretože každý druh zohráva svoju úlohu v biogeocenóze a zaujíma svoje miesto, charakterizovaný určitým súborom environmentálnych faktorov, ktoré umožňujú, aby v ňom druh existoval - ekologická nika.

Abiotické podmienky, dokonca ani v jednotlivých častiach biotopu, nie sú rovnaké, keďže napríklad v jazere možno rozlíšiť pobrežnú zónu, otvorenú vodnú zónu a hlbokú zónu pri dne, ktoré sa líšia svetelnými podmienkami. , prísun kyslíka, teplota a ďalšie vlastnosti, čo zase zanecháva stopu na výskyte určitých druhov organizmov v nich.

V pobrežnej zóne jazera rastú okrem rias vyššie vodné rastliny-producenti tŕstia, orobinca, trstiny, lekna, kanadského elodea, rohovca a pod.. Medzi konzumentov tohto pásma patria larvy vážok, rôzne kôrovce, jazierko. slimáky, žaby a hady. V zóne otvorenej vody slúžia ako producenti rôzne druhy rias, ktorých hĺbka je určená prenikaním slnečného žiarenia.

Títo producenti sa živia zooplanktónom, vrátane malých kôrovcov – kyklopov a dafnií, ktoré požierajú malé rybky, napríklad plotice, ktoré sú zase korisťou väčších rýb – šťuky či ostrieže. Hlbokú zónu a spodný bahno nádrže obývajú baktérie, chrobáky, larvy komárov a lastúrniky, ktoré sa živia organickými zvyškami.

Listnatý les má tiež výraznú štruktúru, pretože v ňom možno rozlíšiť niekoľko úrovní: vysoká drevina, nízka drevina, krovitá, trávnatá a machová pôda. V týchto vrstvách sa osvetlenie, teplota a vlhkosť výrazne líšia. Stromové poschodia teda predstavujú svetlomilné duby, buky, lipy. V horných poschodiach lesa hniezdi množstvo vtákov (sova obyčajná, Hobby, vrabec, holub hrivnák, straka, kavka, vrana, drozd spevavý, pěnkava, sýkorka veľká, sýkorka, ďateľ, sojka, brhlík, šťuka), listy drevín a kríky slúžia ako potrava pre dospelý hmyz a jeho larvy (napríklad mole a asi 1600 ďalších druhov), bylinožravé vtáky, huby a baktérie. Z cicavcov tu žije veverica popolavá.

Podrastové kry sú prevažne tieňovzdorné euonymus, hloh, baza, kalina a trnka. Z vtákov tu žijú červienka, kos, muchárik strakatý, červienka, ďateľ, brhlík, pika. Bežná je tu aj veverička popolavá a tiež veľa hmyzu, ktorý sa nachádza aj v trávnatej vrstve.

Trávy a machy v lese sú o to odolnejšie voči tieňu, že v lete sú takmer úplne zatienené listami stromov. Miestami sa vyskytujú huby a lišajníky. V tráve nájdete hniezda drobného vtáctva - vráskavca, škovránka lesného, ​​penice. Cicavce tohto radu patria prevažne medzi hlodavce (hraboš, plch), zajacovité (zajace) a artiodaktyly (diviak, los, srnec). Druhová diverzita článkonožcov tu nie je menšia ako v horných vrstvách, pretože v prízemnej vrstve sa možno stretnúť s motýľmi, včelami, pakomármi, chrobákmi, kobylkami a pavúkmi.

Pôda v listnatých lesoch je zvyčajne pokrytá podstielkou rastlinných zvyškov. V nej a vo vrchných vrstvách pôdy, preniknutej koreňmi rastlín, sú obzvlášť veľké rozmanité druhy baktérií a húb, vyskytujú sa tu aj dážďovky, larvy múch, motýle, hnojníky a mŕtve chrobáky, stonožky, vši, chvostoskoky , roztoče, háďatká. Pôdu si za trvalé stanovište vybrali aj niektoré cicavce, napríklad krtky.

Biogeocenóza sa teda vyznačuje druhovou a priestorovou štruktúrou, ktorá zabezpečuje nielen jej celistvosť, ale aj jedinečnosť.

Reťazce a energetické siete, ich prepojenia. Trofické úrovne

Každý organizmus v biogeocenóze je spojený s inými pozitívnymi alebo negatívnymi interakciami. Tie prvé zmierňujú pôsobenie faktorov prostredia, zabezpečujúce výživu, rozmnožovanie a možnosť ochrany, tie druhé naopak často predstavujú hrozbu pre samotnú existenciu daného organizmu.

Séria vzájomne súvisiacich druhov, z ktorých každý slúži ako potrava pre ďalší, sa nazýva silové obvody, alebo potravinový (trofický) reťazec. Potravinový reťazec zabezpečuje prenos energie obsiahnutej v organických látkach od producentov cez množstvo organizmov tým, že niektoré druhy požierajú iné.

Pri prenose energie sa jej značná časť (80-90%) rozptýli vo forme tepla, takže väčšina potravinových reťazcov obsahuje 3-5 článkov. Napríklad poľná myš žerie zrná pšenice a líška to dokáže sama. Vo vodných ekosystémoch sú potravinové reťazce zvyčajne dlhšie ako v suchozemských a môžu obsahovať konzumentov až do 4. rádu. V zóne kontinentálneho šelfu je teda fytoplanktón (rozsievky a bičíkovce) potravou pre zooplanktón (velopódy, larvy krabov a krill), ktoré zase konzumujú hlavonožce a živia sa nimi bonito a tuniak.

Na základe nedávneho výskumu je dĺžka potravinového reťazca obmedzená aj inými faktormi. Je možné, že dostupnosť preferovanej potravy a teritoriálne správanie zohrávajú významnú úlohu pri znižovaní populačnej hustoty organizmov, a tým aj počtu konzumentov vyššieho rádu v konkrétnom biotope.

V ekosystémoch existujú dva typy potravinových reťazcov: reťazce pastvy a reťazce rozkladu. Vyššie diskutované potravinové reťazce, ktoré začínajú pestovateľmi (rastlinami) a smerujú ku konzumentom rôznych rád (bylinožravce a potom k predátorom), sa nazývajú stravovacie reťazce, alebo pasienkové reťazce.

Naproti tomu v rozkladných reťazcoch alebo detritálnych reťazcoch sú zdrojom organickej hmoty rastlinné a živočíšne zvyšky, živočíšne exkrementy, ktoré sa živia drobnými živočíchmi (kôrovce, mäkkýše), ako aj mikroorganizmy. Polorozložená hmota organických zvyškov spolu s mikroorganizmami, ktoré ju spracúvajú, sa nazýva tzv detritus. V mangrovníkoch teda hmyz spotrebuje len asi 5 % rastlinnej biomasy a jej zvyšok sa dostáva do vody a prenáša sa na značné vzdialenosti. Existencia detritálnych reťazcov nie je zbytočná, pretože zabezpečuje dokončenie obehu látok v biogeocenózach. Okrem toho organizmy zaradené do týchto reťazcov sú zároveň potravou pre konzumentov pastevných reťazcov (napr. v lese môže byť takýto reťazec: listová podstielka - dážďovka - kos - vrabec).

Rôzne oblasti biocenóz sa vyznačujú nerovnakými potravinovými reťazcami. Takže na súši a na kontinentálnom šelfe väčšina rastlinnej biomasy spadá do reťazcov rozkladu, zatiaľ čo na otvorenom mori prevládajú reťazce pastvy.

Potravinové reťazce biogeocenózy sú zložito prepletené v dôsledku skutočnosti, že tie isté organizmy sa môžu živiť niekoľkými druhmi iných, slúžiť ako potrava pre niekoľko druhov a tiež vstúpiť súčasne do reťazcov stravovania a rozkladu. Preto v reálnych biogeocenózach vznikajú komplexy vzájomne prepojených trofických reťazcov potravinové siete.

Potravinové siete a reťazce v rámci každej biogeocenózy majú dobre definovanú štruktúru, pretože v nich možno rozlíšiť skupiny organizmov spojených spoločným typom výživy. Napríklad na lúke sa pestujú obilniny, ďatelina, muškát poľný a ďalšie rastliny, konzumentmi 1. rádu kobylky, listové chrobáky, húsenice rôznych druhov motýľov a myšiaky poľné, jašterice, trasochvosty a červienky konzumentmi 1. 2. objednávka. Takéto skupiny organizmov patria do jednej trofická úroveň.

Pravidlá ekologickej pyramídy

Keďže trofické úrovne sa líšia v mnohých ukazovateľoch, vzťah medzi nimi v ekosystéme možno znázorniť graficky - vo forme ekologická pyramída.

Existujú tri typy ekologické pyramídy: pyramída čísel, pyramída biomasy a pyramída energie.

Pyramída čísel odráža počet jedincov na každej trofickej úrovni.

biomasová pyramída na základe množstva suchej organickej hmoty.

energetická pyramída je založená na množstve energie obsiahnutej v jednotlivcoch na každej trofickej úrovni.

V prípadoch, keď je počet alebo hmotnosť výrobcov menšia ako hmotnosť spotrebiteľov, základňa pyramídy je menšia ako jej vrchol a ukáže sa, že je prevrátená. Napríklad v dubovom lese je počet stromov malý v porovnaní s počtom hmyzu, ktorý sa živí ich tkanivami a odpadkami, zatiaľ čo v hlbokomorských častiach ekosystému je biomasa producentov zanedbateľná a organická hmota prichádza z iných častí nádrže. Obrátiť sa dajú len pyramídy čísel a biomasy, pričom pyramída energie sa vždy smerom nahor zužuje.

Ekologické pyramídy poskytujú vizuálny rámec na porovnávanie rôznych ekosystémov, sezónnych stavov toho istého ekosystému a rôznych fáz zmien ekosystémov. Okrem toho zostavovanie ekologických pyramíd dáva človeku príležitosť získať maximálny výkon produktov ekosystému. Energetické pyramídy sú považované za najdôležitejšie, pretože priamo riešia základ výživových vzťahov – tok energie nevyhnutnej pre život akýchkoľvek organizmov.

Základom pre zostavenie pyramídy energie je produktivitu Ekosystémy - množstvo ním vyrobenej energie za určité časové obdobie. Napriek tomu, že výrobcovia dokážu uskladniť značné množstvo energie v chemické väzby organické látky, sami ich čiastočne míňajú na procesy dýchania. Väčšie či menšie množstvá energie (zvyčajne 80 – 90 %) spotrebitelia strácajú pri každej ďalšej trofickej úrovni, pričom si zadržia len asi 10 % a v konečnom dôsledku ju stabilná biogeocenóza minie na svoje fungovanie takmer úplne. Na základe tejto pravidelnosti pravidlo ekologickej pyramídy, alebo pravidlo 10%.: v každom nasledujúcom článku potravinového reťazca sa množstvo energie zníži 10-krát.

Jednoduchý výpočet druhov žijúcich v určitej oblasti územia alebo vodnej plochy nedáva úplné informácie o ekosystéme, keďže vzťahy týchto organizmov zostávajú mimo rozsahu takéhoto zoznamu. Okrem toho štúdium potravinových reťazcov a sietí biogeocenóz poskytuje potrebné informácie o toku energie a látok v ekosystéme.

Pre uľahčenie písania potravinového reťazca sú jeho články písané v riadku zľava doprava, začínajúc výrobcami, nasledujú spotrebitelia 1., 2. rádu atď. Články potravinového reťazca sú vzájomne prepojené šípkami označujúcimi smer toku hmoty a energie. Napríklad na lúke sú obilniny potravou pre kobylky, ktoré konzumujú drobné hmyzožravé vtáky a živia sa nimi hady, ktoré sú pre ježkov nebezpečné. Tento potravinový reťazec bude vyzerať takto:

obilniny $→$ kobylky $→$ hmyzožravé vtáky $→$ hady $→$ ježkovia.

Z tohto záznamu je vidieť, že obilniny sú producentmi, kobylky sú konzumentmi 1. rádu, vtáky sú konzumentmi 2. rádu a hady a ježkovia sú konzumentmi 3. a 4. rádu.

Niekedy je potrebné zostaviť potravinový reťazec, ktorý sa bude riadiť iba zoznamom druhov organizmov, ktoré sú v ňom zahrnuté. V tomto prípade je potrebné analyzovať nie tak ich systematickú príslušnosť, ako skôr spôsob kŕmenia. Napríklad je potrebné zostaviť potravinový reťazec podľa nasledujúcich údajov: v africkej savane sú rozšírené gepardy, antilopy, akácie a hyeny.

Najprv z navrhnutých druhov vyberieme producentov – ide o rastliny (agát). Nepochybne by mali byť na prvom mieste, pretože všetky ostatné druhy sú zvieratá (heterotrofy). Teraz rozdeľujeme spotrebiteľov podľa ich pozície v trofickom reťazci: antilopy sú bylinožravé zvieratá, gepardy sú dravce a hyeny sú mrchožrúty.

Potravinový reťazec bude teda vyzerať takto:

Možný je však aj kratší reťazec, v ktorom bude chýbať tretí článok, keďže hyeny sa môžu živiť aj antilopami, ktoré uhynuli od hladu, chorôb, rán alebo staroby.

To isté by ste mali urobiť, ak máte zoznam rastlín a zvierat a chcete vytvoriť potravinovú sieť. Napríklad dostaneme vlka, líšku, losa, veveričku, bobora, borovicu lesnú, javor, zajaca, jedľu, osiku a orobincu. Vzhľadom na skutočnosť, že každá zložka tejto potravinovej siete môže slúžiť ako potrava pre jednu alebo viacero ďalších a mať viac ako jeden zdroj potravy, dostaneme nasledujúcu potravinovú sieť.

Riešenie environmentálnych problémov

Úloha 1. Vybudovať potravinový reťazec pre lesný ekosystém, v ktorom sú dreviny producentmi a konzumentmi vyššia moc- jastrab.

Riešenie.

Keďže rastliny sú producentmi, budú zaujímať prvé miesto v potravinovom reťazci:

rastlina $→$

Mnoho hmyzu sa môže živiť ich tkanivami, napríklad vošky, ktoré sajú šťavu z floémov. Voška bude konzumentom 1. radu:

rastlina $→$ voška $→$

Ako viete, vošky sú vyhubené lienkami, ktoré sa používajú dokonca aj v záhradách a na poliach namiesto pesticídov:

rastlina $→$ voška $→$ lienka $→$

Len málo vtákov dokáže zjesť lienky kvôli ich varovnému sfarbeniu, no jednými z nich sú aj škorce:

rastlina $→$ voška $→$ lienka $→$ škorec $→$

Škorec sa môže stať korisťou jastraba, ktorý dokončí tento potravinový reťazec, keďže je spotrebiteľom 4. rádu:

odpoveď: rastlina $→$ voška $→$ lienka $→$ škorec $→$ jastrab.

Úloha 2. V zjednodušenom ekosystéme africkej savany sú štyri zložky: rastliny (akácia), bylinožravce (antilopy), mäsožravce (gepardy) a mrchožrúty (hyeny). Ktoré organizmy zaberajú druhú trofickú úroveň v tomto ekosystéme?

Riešenie.

Keďže pestovateľmi sú iba akácie a všetci ostatní spotrebitelia, rastliny sú na začiatku potravinového reťazca:

akácia $→$

Antilopy sú bylinožravce, gepardy sú dravce a hyeny sú mrchožrúty. Potravinový reťazec má preto podobu:

akácie $→$ antilopy $→$ gepardy $→$ hyeny.

Z tohto potravinového reťazca je zrejmé, že práve antilopy zaberajú druhú trofickú úroveň.

odpoveď: antilopa.

Úloha 3. Koľko čajok sa dokáže uživiť na morskej oblasti, kde sa ročne vytvorí 1200 kg sušiny fytoplanktónu? Hmotnosť čajky je 1 kg (sušina - 40%), čajka sa živí rybami a ryba sa živí fytoplanktónom. Pri riešení problému treba brať do úvahy pravidlo ekologickej pyramídy.

Riešenie.

Najprv je potrebné na základe údajov o probléme zostaviť potravinovú sieť:

fytoplanktón $→$ ryby $→$ čajka.

Z tohto reťazca vyplýva, že pyramída biomasy bude trojposchodová a podľa pravidla 10 % alebo pravidla ekologickej pyramídy bude biomasa čajok 100-krát menšia ako biomasa fytoplanktónu:

čajka - 1%;

ryby - 10%;

fytoplanktón - 100%.

Majúc na pamäti, že pyramída biomasy je založená na hmotnosti sušiny, vypočítame hmotnosť sušiny čajky:

$(m)↙(suché čajky)=(m)↙(surové čajky) 40 % / 100 % = 1 0,4 = 0,4$ kg.

Zistite, koľko sušiny fytoplanktónu je potrebné na kŕmenie jednej čajky:

$(m)↙(suchý fytoplanktón)=(m)↙(surové čajky) 100 = 0,4 100 = 40 kg.

A nakoniec vypočítame, koľko čajok sa môže na tejto vodnej ploche živiť:

$(n)↙(čajky)=((m)↙(celkový suchý fytoplanktón))/((m)↙(suchý fytoplanktón)) = (120)/(40) = 30$ čajok.

odpoveď: 30 čajok.

Úloha 4. Priemerná hmotnosť ročnej líšky hrdzavej je 20,5 kg. Predpokladajme, že od veku jedného mesiaca, kedy líška vážila 500 g, prešla na kŕmenie výlučne jarabicami (priemerná hmotnosť - 800 g). Koľko jarabíc potreboval zjesť, aby dosiahol hmotnosť ročnej líšky? Aké zvýšenie biomasy výrobcov bolo na to potrebné? Aká plocha (v ha) postačuje na kŕmenie jednej líšky, ak je produktivita rastlinnej biomasy 2 t/ha?

Riešenie.

Urobme potravinový reťazec pre toto územie, keďže jarabice sú prevažne bylinožravé:

rastlina $→$ jarabica $→$ líška.

Vypočítajme si, koľko na váhe pribrala líška počas roka, keď jedla jarabice:

$(∆m)↙(líšky)=20,5kg – 0,5kg=20kg$

Podľa pravidla ekologickej pyramídy na získanie takejto hmoty potreboval zjesť 10-krát viac jarabíc:

$(m)↙(jarabice)=(∆m)↙(líšky) 10 = 20 10 = $200 kg.

Poďme určiť počet jarabíc potrebných na kŕmenie líšky:

$(n)↙(jarabice)=((m)↙(jarabice))/((m)↙(jarabice)) = (200kg)/(0,8kg) = 250 USD (jarabice).

Teraz určme, podľa pravidla ekologickej pyramídy, aká biomasa producentov bola potrebná na kŕmenie 200 kg jarabíc:

$(m)↙(producenti)=(m)↙(jarabica) 10 = 200 kg 10 = 2000 kg.

Vypočítajme plochu potrebnú na obživu jarabíc a líšok, berúc do úvahy produktivitu tohto ekosystému (2000 kg/ha):

$S=((m)↙(producenti))/produktivita = (200kg)/(2000(kg)/(ha)) = 1$ ha.

odpoveď: na nakŕmenie jednej líšky je potrebných 250 jarabíc, ktoré spotrebujú 2000 kg rastlinnej biomasy. Na kŕmenie jednej líšky stačí 1 hektár územia.

Diverzita ekosystémov (biogeocenózy). Sebarozvoj a zmena ekosystémov. Stabilita a dynamika ekosystémov. Biologická diverzita, samoregulácia a obeh látok sú základom pre trvalo udržateľný rozvoj ekosystémov. Príčiny stability a zmeny ekosystémov. Zmeny v ekosystémoch pod vplyvom ľudskej činnosti. Agroekosystémy, hlavné rozdiely od prírodných ekosystémov

Diverzita ekosystémov (biogeocenózy)

Biómy

Zdanlivo nekonečnú rozmanitosť biogeocenóz našej planéty, založenú na niekoľkých ekologických kritériách, možno zredukovať na niekoľko hlavných typov obmedzených na určité krajinné a klimatické zóny. Tieto špecifické zbierky rôznych skupín organizmov a ich biotopov sa nazývajú biomy. Vlastnosti biotopu, ktoré zanechávajú odtlačok charakteru procesov prebiehajúcich v biogeocenóze, ako aj jeho druhovej a priestorovej štruktúry, umožňujú priradiť biomy zem (pôda) alebo voda.

Hlavné suchozemské ekosystémy

Klasifikácia suchozemských ekosystémov je založená predovšetkým na type vegetačného krytu daného územia, čo umožňuje rozlíšiť púštne, trávnaté a lesné biogeocenózy. Púštne ekosystémy sa zase delia na tropické, mierne a studené, trávnaté - na savany, prérie, stepi a tundry a lesné - na tropické dažďové pralesy, listnaté lesy miernych šírok atď.

Púšte. TO púšte zahŕňajú územia, kde úroveň zrážok nepresahuje 250 mm za rok a odparovanie vlhkosti je oveľa väčšie ako množstvo zrážok. Tieto ekosystémy pokrývajú asi 30 % zemského povrchu takmer vo všetkých zemepisných šírkach Zeme, od tropickej Atacamy a južnej Sahary až po ľadové púšte Antarktídy.

Extrémne ťažké životné podmienky v púšťach podmieňujú nedostatok a riedky vegetačný kryt, čo je zase dôvodom extrémne nízkej produktivity týchto ekosystémov a prispieva k vytváraniu krátkych potravinových reťazcov v nich. Takže v púšti Severnej Ameriky dominujú kaktusy a kojoty a jastraby sú konzumentmi najvyššieho rádu.

Krehkosť života v púšťach si vyžaduje venovať osobitnú pozornosť ich ochrane, pretože pasenie a terénne motorové vozidlá vedú k vážnemu narušeniu týchto ekosystémov.

Ekosystémy, v ktorých dominuje trávnatý porast, sú charakteristické pre oblasti, v ktorých sú zrážky vyššie a vlhkosť sa čiastočne zadržiava v pôde. Nachádzajú sa najmä v tropických, miernych a subarktických zónach planéty.

Tropické trávnaté ekosystémy, alebo savany, tvoria široké pásy na oboch stranách rovníka. V týchto regiónoch sú priemerné teploty pomerne vysoké a zrážky klesajú najmä na jar alebo v lete, zatiaľ čo v ostatnom období (obdobie sucha) chýbajú. Okrem tráv a iných bylinných rastlín možno v savanách nájsť aj riedke stromy, ako sú baobaby a dážďovníky. Fauna tropických trávnatých ekosystémov reprezentovaná slonmi, nosorožcami, žirafami, antilopami, levmi, rôznymi hlodavcami, zajacovitými, množstvom vtákov a pod., je v zime obohatená o vtáky migrujúce z Eurázie. No napriek tomu, že produktivita saván a ich druhová diverzita prevyšujú púšte a mali by byť udržateľnejšie, savany nie sú menej ovplyvnené antropogénnymi faktormi, ako je nadmerná pastva a požiare.

Bylinné ekosystémy miernych zemepisných šírok zaberajú väčšinu vnútorných oblastí kontinentov. V Eurázii sú tzv stepi v Severnej Amerike - prérie, na juhu pampa a llanos, v Južnej Afrike velds. Napriek takmer neustále fúkajúcim vetrom, ktoré prispievajú k odparovaniu vlahy, sa jej časť vďaka hustému vegetačnému krytu stále zadržiava v pôde. Vo flóre týchto ekosystémov sú pomerne hojne zastúpené obilniny ako pampová tráva, perník a pod. predátorské vyhubenie týchto živočíchov a neskôr rozorávanie prérií a stepí viedlo k degradácii biogeocenóz, následnej erózii pôdy a prašným búrkam.

V rovnakých zemepisných šírkach, v oblastiach s lepšou zásobou vlahy, častejšie v záplavových oblastiach, v kopcovitých oblastiach a na lesných pasekách, sa nachádza iný typ trávnatých ekosystémov - lúky. Ich vegetačný kryt sa vyznačuje množstvom trvácich tráv, najmä tráv a ostríc.

Ekosystémy polárnych tráv, alebo tundra, ktorá sa nachádza v subarktickej zóne. Väčšinu roka sú pokryté snehom a ľadom, aj keď zrážok je v týchto oblastiach málo a padajú najmä vo forme snehu. Zimy v tundre sú dlhé a tuhé, pretože vplyv nízkych teplôt umocňujú takmer neustále fúkajúce búrkové vetry. Pôdna vrstva tundry je viazaná permafrostem a aj v lete sa pôda rozmrazí maximálne o 1 m, no zároveň zostáva presýtená vlhkosťou. Vegetačný kryt tu tvoria najmä machy a lišajníky, ale aj vresy, linnée severské a iné, vyskytujú sa tu však aj plazivé dreviny, ako sú trpasličí vŕby a brezy. Fauna tundry tiež nie je bohatá, zastupujú ju ľadové medvede, polárne líšky, rosomáky, soby, lemy, v lete prilietajúce polárne husi, lykožrúty, skuy a pod. Hojne sa tu vyskytuje aj hmyz sajúci krv - pakomáry, pakomáry, komáre.

Chudoba druhovej skladby, nízke tempo rastu vegetácie, pomalý rozklad organickej hmoty, nízka hrúbka pôdy alebo jej úplná absencia na časti územia ohrozujú ďalšiu existenciu ekosystémov v dôsledku intenzívneho využívania prírodných zdrojov (ťažba ropy a zemného plynu). ) v týchto oblastiach.

Lesné ekosystémy s prevahou drevín sa nachádzajú v oblastiach zemegule s viac-menej stabilnými poveternostnými podmienkami a takmer rovnomernými zrážkami počas celého roka.

Tropické dažďové pralesyširoko rozšírené v rovníkových oblastiach, vyznačujúce sa viac-menej stabilnými, stredne vysokými priemernými ročnými teplotami, ako aj značným množstvom zrážok, ktoré určujú vlhkosť vzduchu, dosahujúcu až 100 %. Pre vlhké lesy je typická prevaha veľkých vždyzelených drevín, pričom trávnatá vrstva sa tu pre vysoký stupeň hustoty koruny prakticky neprejavuje. Napriek veľmi vysokej produktivite takýchto ekosystémov je tvorba úrodnej pôdnej vrstvy v nich veľmi obtiažna z dôvodu extrémne rýchleho spracovania rastlinného odpadu a iných organických zvyškov baktériami a hubami, ako aj relatívne ľahkého vymývania biogénnych prvkov. prehánkami, najmä v narušených oblastiach.

Biocenóza vlhkého tropického lesa sa vyznačuje najvyššou diverzitou extrémne špecializované typy rastliny a živočíchy, z ktorých každý zaberá presne definované miesto v trofických sieťach. Nerovnováha v ekosystéme vlhkého tropického lesa v dôsledku výrubu, kladenia ciest a pod. zároveň vedie k nezvratným procesom. Tento typ biogeocenóz si o to viac vyžaduje starostlivú ochranu, pretože napríklad amazonská selva je jedným z najdôležitejších zdrojov kyslíka na planéte.

Listnaté lesy mierne zemepisné šírky tvoria vegetačný kryt v oblastiach s presne definovanou sezónnosťou a rovnomernými zrážkami počas celého roka. Napriek tomu, že leto je tu dosť dlhé a zima nie je príliš tuhá, podnebie v týchto zemepisných šírkach je skôr chladné alebo mierne horúce. Značná druhová diverzita flóry a fauny listnatých lesov určuje zložitosť potravinových reťazcov a stabilitu biogeocenózy ako celku, čo zase prispieva k ich rýchlej obnove v prípade rôznych antropogénnych porúch.

Severné ihličnany, alebo boreálne lesy (tajga), sú charakteristické pre južnejšie oblasti subarktického pásu ako tundra. Letá sú tu relatívne krátke a chladné, zatiaľ čo zimy sú dlhé a dosť tuhé a množstvo zrážok počas roka je nízke (250 – 500 mm za rok). V porovnaní s ostatnými lesnými ekosystémami je tajga jednou z najmenej narušených biogeocenóz, a to aj napriek intenzívnej ťažbe, zberu húb a lesných plodov a lovu kožušín.

Spolu so zemepisnou šírkou sa na Zemi vyjadruje aj nadmorská zonalita, ktorá je daná nielen a nie tak intenzitou slnečného žiarenia, ale uhlom dopadu slnečných lúčov, teplotnými rozdielmi, dostupnosťou vlhkosti a ďalšími faktormi. . Preto sú tu lesné, lúčne a púštne ekosystémy. Charakteristické pre pohoria sú také druhy živočíchov a rastlín ako napríklad plesnivca, galejia, muflón, snežný leopard atď.

Hlavné vodné ekosystémy

Klasifikácia vodných biogeocenóz je do značnej miery určená charakteristikami biotopu, t. j. slanosťou, hĺbkou prieniku slnečného žiarenia, koncentráciou rozpusteného kyslíka, dostupnosťou živín a teplotou. Predstavujú ich oceány a moria, ako aj kontinentálne vodné útvary - rieky a potoky, jazerá a močiare.

Oceány a moria. V oceánoch a moriach možno rozlíšiť dve hlavné zóny: pobrežnú zónu a zónu otvoreného oceánu. Pobrežná zóna oceánu je reprezentovaná pomerne teplými, na živiny bohatými plytkými vodami, ktoré zaberajú asi 10 % plochy oceánu medzi hranicou prílivu na pevnine a kontinentálnym šelfom. Pobrežné vodné ekosystémy sa vyznačujú najvyššou produktivitou vďaka toku živín z dnových sedimentov aj zo súše, čo podmieňuje koncentráciu 90 % biomasy oceánskych rastlín a živočíchov tu. Pobrežná zóna zahŕňa predovšetkým ústia riek a koralové útesy.

ústia riek- sú to miesta, kde sa do oceánu vlievajú rieky a potoky, ktoré sa vyznačujú nízkou slanosťou a zvýšeným príjmom biogénnych prvkov, čo podmieňuje výraznú produktivitu týchto ekosystémov.

koralové útesy, bežné v pobrežných zónach oceánu v teplých tropických a subtropických zemepisných šírkach, v priebehu miliónov rokov tvoria najzložitejšie ekosystémy, ako sú atoly Tichý oceán a Veľký bariérový útes v Austrálii. Vyznačujú sa výraznou druhovou rozmanitosťou flóry a fauny.

Podiel otvoreného oceánu, ktorého hranica je okrajom kontinentálneho šelfu, predstavuje len asi 10 % biomasy živých organizmov v tomto ekosystéme, keďže vývoj rastlín je do značnej miery limitovaný nedostatkom živín a hĺbkou prieniku slnečné svetlo. Vzhľadom na obrovský rozsah otvoreného oceánu však v ňom vzniká významná časť organickej hmoty a kyslíka. Život v otvorenom oceáne sa vo veľkej miere spolieha na fytoplanktón, a preto sa často označujú ako oceánske pastviny.

kontinentálne vody zaberajú len asi 2-3% zemského povrchu. Podľa charakteristiky vodného toku sa delia na stojaté (jazerá a močiare) a prúdiace (rieky a potoky).

Druhová diverzita v jazerách závisí predovšetkým od plochy a hĺbky nádrže, regionálnych klimatických podmienok a chemického zloženia vody. V prípadoch, keď sa do vody jazera dostane viac minerálnych a organických látok, ako sa môže zapojiť do obehu tohto ekosystému, proces eutrofizácia- postupné hromadenie nerozložených organických zvyškov, ktoré spôsobuje zmenu rastlinných a živočíšnych spoločenstiev, postupné plytčenie a zarastanie nádrže.

močiare- ide o nadmerne vlhké plochy pozemkov, v ktorých horných horizontoch sa hromadí viac či menej výrazná vrstva nerozložených rastlinných zvyškov tvoriacich vrstvu rašeliny. Tieto ekosystémy zaberajú asi 350 miliónov hektárov takmer vo všetkých krajinných a geografických zónach Zeme.

Slatiny plnia mimoriadne dôležité funkcie spojené s akumuláciou nerozložených organických látok, ktoré následne tvoria rašelinu, ako aj s čistením vôd, ktoré sa potom dostávajú do riek, jazier, morí, podzemných vôd, od minerálnych a organických látok. Podobne ako tropické dažďové pralesy a ústia riek patria medzi najproduktívnejšie ekosystémy.

V prúdiacich ekosystémoch sú okrem prúdenia, ktoré určuje znaky tvorby rastlinných a živočíšnych spoločenstiev, ako aj zlepšuje zásobovanie kyslíkom a pomáha udržiavať viac-menej konštantnú teplotu, ďalšími faktormi prísun organických látok a živín, najmä s domácimi a priemyselnými odpadovými vodami. Druhová diverzita flóry a fauny sa od prameňov až po ústie postupne zvyšuje, popri korytách nížinných riek sa formuje aj fauna pobrežných svahov.

Chudobná potravinová základňa v tečúcich vodách prispieva k vytváraniu potravinových sietí, pretože mnohé zvieratá sú všežravce, ktoré jedia nielen rastliny a zvieratá, ale aj zvyšky. Intenzívna ľudská ekonomická činnosť viedla k výraznej zmene tváre planéty a narušeniu významnej časti prirodzených ekosystémov planéty, ktoré sa historicky formovali pod vplyvom geologických a klimatických faktorov, ako aj k vytvoreniu umelých, napr. agrocenózy.

Sebarozvoj a zmena ekosystému

Ľudský život je vo väčšine prípadov príliš krátky a odohráva sa v človekom upravenom prostredí na to, aby zachytil zmeny, ku ktorým dochádza v ekosystémoch. Najviac ich vidno na opustených poľných cestách, na ktorých sa najprv zmocnia také rastliny odolné voči zošliapnutiu, akými sú plantajny, potom tu prevláda hrče a nakoniec ich vystriedajú jednoročné trávy, ktoré zase vytlačia trvalky. O 10-15 rokov len cvičené oko podľa zloženia porastu rozozná, kadiaľ táto cesta prechádzala.

K zmenám dochádza nielen v narušených ekosystémoch, podliehajú im aj už vytvorené. Takže lužné jazero s leknami, ktoré sa nám v detstve zdalo čisté, sa po niekoľkých rokoch ukazuje ako silne znečistené. Je zarastené trstinou a orobincom, premnožujú sa v ňom riasy a ponorené vodné rastliny a jazero sa postupne mení na močiar. Je to spôsobené tým, že populácie prítomné v biocenóze menia biotop, čím vytvárajú podmienky pre vznik a šírenie nových druhov, ktoré sa postupom času množia, zachytávajú stále nové a nové oblasti a v konečnom dôsledku zaberajú dominantné postavenie. postavenie v novej komunite.

Zmeny v biogeocenózach môžu byť zamerané tak na obnovu, ako aj na zmenu samotných ekosystémov. Príčiny týchto zmien spočívajú najčastejšie v samotných biogeocenózach a postupné postupné zmeny spoločenstiev v jednej oblasti sa nazývajú samovývoj biogeocenózy.

Udržateľnosť a dynamika ekosystému

Ako každý systém, aj ekosystém má určitú vyrovnávaciu kapacitu, t.j. snaží sa minimalizovať následky rušivých vplyvov na úkor vnútorných rezerv (princíp Le Chatelier-Brown), vrátane následkov ľudská aktivita.

Ekosystémy, ktoré existujú stovky a tisíce rokov, ako napríklad tropické dažďové pralesy, nie sú konzervované útvary, vyznačujú sa stavom mobilnej rovnováhy. Najlepšie to demonštrujú denné, sezónne a dlhodobé zmeny v spoločenstvách, ktorých príkladmi sú pohyby rastlín, opad listov, migrácia zvierat atď.

Vo vlhkých tropických lesoch je nápadná extrémna rozmanitosť druhovej skladby flóry a fauny, ktorá v prípade vymiznutia jedného druhu umožňuje zaujať jeho miesto zdvojovačom, ktorý môže patriť aj do inej systematickej skupiny. , takže potravinové reťazce v takomto ekosystéme nie sú prakticky narušené, ak nie sú žiadne dopady.príliš silné. Absencia ekologickej duplikácie vedie k prerušeniu trofických reťazcov, nerovnováhe biotických a abiotických zložiek a v konečnom dôsledku k zmene biogeocenózy.

Hlavní producenti tejto biogeocenózy - rastliny - zaberajú rôzne úrovne, čo im umožňuje čo najefektívnejšie využívať slnečné svetlo, takže tropické lesy sú vysoko produktívne. Ku akumulácii organických zvyškov v tropických vlhkých lesoch však nedochádza v dôsledku ich rýchlej deštrukcie rozkladačmi. Dodatočným faktorom stability tohto ekosystému je stabilita trofickej štruktúry spoločenstva, v ktorej nie sú pasienky nahradené pasienkovými reťazcami.

Nemenej významná pre zachovanie biogeocenózy je absencia prudkých výkyvov klimatických faktorov po dlhú dobu, ako je globálne otepľovanie alebo zaľadnenie.

Udržateľnosť ekosystému je teda zabezpečená druhovou diverzitou flóry a fauny, schopnosťou samoregulácie početnosti zložiek celej biocenózy obmedzením počtu jedincov v populáciách, vysokou primárnou produktivitou, absenciou nevyužitých organické zvyšky a stabilita klimatických faktorov.

Napriek tomu sa komunity neustále menia: menej stabilnú komunitu nahrádza stabilnejšia. Príčiny týchto zmien môžu ležať tak mimo spoločenstva (klimatické výkyvy, antropogénne premeny), ako aj v rámci nich (pokles druhovej diverzity, narušenie autoregulácie, hromadenie odumretých organických zvyškov v prostredí). Časové horizonty zmien sa značne líšia. Ak vonkajšie faktory zostanú relatívne stabilné, potom sa spoločenstvo vyvinie z takzvaného priekopníckeho stavu (na holej zemi alebo v neživej nádrži) do zrelého alebo vyvrcholenia.

Ekosystém sa vyvíja prirodzene, tieto zmeny sú spojené s časovými zmenami druhovej štruktúry a procesov prebiehajúcich v spoločenstve. Často sú kontrolované samotnou komunitou, pretože biotop sa aktívne mení pôsobením komunity. Je to teda samotná komunita, ktorá určuje hranice, v rámci ktorých sa zmeny budú diať.

nástupníctvo- toto je zmena času niektorých biogeocenóz inými v určitej oblasti zemského povrchu.

Postupnosť ekosystémov, ktoré sa navzájom nahrádzajú na tom istom území, sa nazývajú následný rad, alebo séria biogeocenóz. Baktérie a riasy, ktoré vytvárajú organickú hmotu, sa ako prvé usadzujú na územiach, ktoré ešte neboli zmenené činnosťou živých bytostí. Po nich sa lišajníky usadzujú na novom mieste, ničia aj kamene svojimi sekrétmi (organické kyseliny) a prispievajú k procesom tvorby pôdy. Táto etapa vývoja ekosystému je tzv priekopník(počiatočné) komunity.

Potom sa môžu objaviť ročné bylinné rastliny, ktoré sú nahradené trvalkami a potom kríkmi a stromami. Krátkoveké stromy sú následne nahradené dlhovekými. Takéto stredné spoločenstvá sa nazývajú dočasné.

Dosiahnuté v priebehu postupnej zmeny v etapách vývoja komunity väčšia či menšia rovnováha označuje vytvorenie klimaxového (domorodého, konečného, ​​zrelého) spoločenstva. Klimaxové spoločenstvo sa považuje za najkomplexnejšie, heterogénne a najproduktívnejšie zo všetkých, ktoré v týchto pôdnych a klimatických podmienkach stabilne existujú. Jej stav sa môže v priebehu dňa, v rôznych ročných obdobiach, z dlhodobého hľadiska mierne meniť, v zásade však komunita zostáva stabilná, ak na ňu neprídu katastrofálne vonkajšie vplyvy ako výbuch sopky, požiar, či intenzívne odlesňovanie muž. Silným zásahom komunity zostanú len náhodne prežívajúce organizmy a mŕtva organická hmota a začne sa nová séria zmien vedúcich k obnove vrcholu. Ani klimaxové spoločenstvo však nie je večné, keďže prudké zmeny podmienok prostredia môžu viesť k jeho nahradeniu iným, prispôsobenejším.

V závislosti od podmienok jeho priebehu sa rozlišujú primárne a sekundárne sukcesie.

primárnej postupnosti je proces zmeny komunít v predtým neobývaných oblastiach, ako sú piesočné duny, pobrežia jazier alebo morí, lávové prúdy alebo neživé skaly odkryté počas dvíhania pevninských oblastí, ako je opísané vyššie. Najčastejšie sa v takýchto oblastiach usadzujú najskôr fotosyntetické baktérie a lišajníky, potom machy, ktoré sú nahradené jednoročnými a trvácimi trávami, kríkmi, rýchlorastúcimi a pomaly rastúcimi stromami, resp.

sekundárnej postupnosti sa vyskytuje na tých miestach, kde bolo predchádzajúce spoločenstvo zničené niektorými silnými faktormi, ale pôda a organická hmota zostali zachované. Napríklad v uzavretej zóne jadrovej elektrárne v Černobyle, odkiaľ boli ľudia presídlení, dochádza na poliach k sekundárnej sukcesii. Najprv ich okupovali jednoročné buriny, ktoré rýchlo vystriedali jednoročné a trváce trávy a Compositae, no po niekoľkých rokoch medzi nimi vyrástli mladé brezy, osiky a borovice, ktoré časom vystrieda smrek alebo dub. Sekundárne sukcesie sú najčastejšie zamerané na obnovu klimaxového spoločenstva, čo však nie je možné napríklad v tropických dažďových pralesoch.

nástupníctvo spôsobené prírodnými (prírodnými) alebo antropogénnymi faktormi. Prirodzenými faktormi sú masové rozmnožovanie živočíchov, ako sú lumíky v tundre, rýchle šírenie rastlín, najčastejšie dovážaných z iných miest, prírodné katastrofy(požiare, vetry, povodne) atď.

Biologická diverzita, samoregulácia a obeh látok sú základom pre trvalo udržateľný rozvoj ekosystémov. Príčiny trvalej udržateľnosti a zmeny ekosystémov

Štúdium trvalo udržateľných prírodných ekosystémov ukazuje, že všetky skupiny organizmov v nich (producenti, konzumenti a rozkladači) spolu úzko interagujú a koordinujú toky hmoty a energie. Ich spoločné fungovanie nielen udržiava štruktúru a celistvosť ekosystému, ale má významný vplyv aj na abiotické zložky biotopu. Zvlášť dobre sa to prejavuje vo vodných ekosystémoch, kde existujú skupiny organizmov, ktoré sa živia filtrom, ako napríklad malý kôrovec epishura v jazere. Bajkal, ktorý zabezpečuje čistenie jeho vôd.

Rôznorodosť podmienok v rámci ekosystému, charakteristická pre prirodzené biogeocenózy, spravidla určuje väčšiu druhovú diverzitu spoločenstva. Navyše, čím viac druhov ekosystém obsahuje, tým menej jedincov obsahujú príslušné populácie druhov.

Ako bolo uvedené vyššie, v biocenózach tropických lesov s veľkou druhovou diverzitou sú populácie relatívne malé. Naopak, v systémoch s nízkou druhovou diverzitou (biocenózy púští, suchých stepí, tundry) dosahujú niektoré populácie veľkú početnosť.

Bohatstvo flóry, fauny a mikrokozmu ekosystému rozširuje možnosti samoregulácie počtu jednotlivých populácií v biogeocenóze, keďže vyhynutý druh je nahradený druhom s podobnou ekologickou nikou. Zástupný druh je zvyčajne menej špecializovaný, ale prispôsobivejší. Takže kopytníky v stepi sú nahradené hlodavcami; v plytkých jazerách a močiaroch sú bociany a volavky nahradené brodivými vtákmi atď. V tomto prípade nehrá rozhodujúcu úlohu systematická poloha, ale blízkosť ekologických funkcií organizmov. Nárast počtu jedincov jednej z populácií je zároveň sprevádzaný nárastom vnútrodruhového a medzidruhového boja.

Biogeocenózy charakterizované množstvom druhov však nie sú zamrznuté systémy, pretože sa už dlho počítalo, že vymiznutie jedného rastlinného druhu má za následok smrť desiatich živočíšnych druhov, ktoré sú s ním spojené, a preto ekosystém, ktorý stratil niekoľko druhov, nie je rovnaký, ale prechádza do nového.rovnovážneho stavu.

Ekosystémy s nízkou druhovou diverzitou podliehajú veľkým výkyvom v početnosti dominantných druhov, ako je to v tundre a púšti a najmä v človekom využívaných agrobiogeocenózach s monokultúrami. Takáto nestabilita je dôsledkom jednoduchosti potravinových reťazcov a obmedzených možností samoregulácie.

Napriek tomu sú tundry aj púšte pri absencii intenzívneho antropogénneho tlaku schopné dlhodobej existencie, zatiaľ čo agroekosystémy úplne degradujú bez ľudského zásahu. Jednou z hlavných príčin nestability agroekosystémov je narušenie prirodzených tokov látok a energie človekom, keďže časť energie prispieva k biogeocenóze hnojivami a značnú časť organickej hmoty odoberá pre svoje potreby. V tropických pralesoch sa väčšina biogénnych prvkov nachádza v živých organizmoch a činnosťou rozkladačov sa okamžite opäť zaraďujú do kolobehu.

Stálosť najdôležitejších environmentálnych parametrov sa často označuje ako homeostáza ekosystému. Stabilita ekosystému je spravidla tým väčšia, čím väčšia je jeho veľkosť a čím je jeho druhové a populačné zloženie bohatšie a rozmanitejšie, tým vyššia je schopnosť samoregulácie a čím je kolobeh látok v ňom úplnejší. V snahe udržať homeostázu sú ekosystémy napriek tomu schopné zmeny, vývoja a prechodu od jednoduchších k zložitejším formám.

Zmeny v ekosystémoch ovplyvnené ľudskou činnosťou

Ekonomická činnosť človeka je jedným z najvýznamnejších faktorov ovplyvňujúcich ekosystémy. Dlhodobo vyvíjala tlak na ekosystémy, no až v posledných dvoch storočiach sa následky tejto činnosti stali katastrofálnymi, v dôsledku čoho na Zemi nezostali prakticky žiadne panenské územia.

Zmeny v ekosystémoch pod vplyvom ľudskej činnosti prebiehajú oveľa rýchlejšie ako pod vplyvom iných faktorov, niekedy sú celkovo katastrofálne, ako je odlesňovanie, orba pôdy, výstavba priehrad a vytváranie nádrží, odvodňovanie močiarov atď. .

Aj nie také prudké nárazy však vedú k ďalekosiahlym následkom. Napríklad na lúkach, kde sa pravidelne pasú hospodárske zvieratá, sú v dôsledku šliapania, požierania určitých rastlinných druhov a hromadenia exkrementov niektoré rastlinné a živočíšne druhy vytlačené inými a predtým rozkvitnutá lúka má z hľadiska svojich vlastností malú hodnotu. . Zavlečenie jedného cudzieho druhu na územie môže viesť k ekologickej katastrofe. Takže v dôsledku dovozu kôz začiatkom 16. storočia na cca. Svätá Helena, jediný exemplár rastliny na svete sa zachoval Trochetia erytroxylon nehovoriac o králikoch a kaktusoch v Austrálii, sivom potkanovi v Európe atď.

Aj obyčajná prechádzka lesom vedie k zmene prostredia, pretože sa poškodzujú trávnaté porasty a podrast, miznú nazbierané huby, lesné plody a kvitnúce rastliny, zošľapávanie je sprevádzané zhutňovaním pôdy a zhoršeným rastom koreňov a podzemkov a lesných rastlín sú nahradené lúčnymi rastlinami.

Agroekosystémy, ich hlavné rozdiely od prírodných ekosystémov

Na rozdiel od prírodných ekosystémov – lesy, lúky, jazerá, rieky, močiare, biogeocenózy vytvorené človekom sú tzv. umelé ako sú parky, vetrolamy, nádrže, rybníky atď agrobiogeocenózy, alebo agroekosystémy— Ekosystémy vytvorené na výrobu poľnohospodárskych produktov a umelo udržiavané ľuďmi. Za agrocenózy sa považujú najmä polia, zeleninové záhrady, ovocné sady, pasienky, niekedy aj parky, rybníky a pod. Asi 10 % povrchu pôdy zaberajú agroekosystémy, pričom len šesť druhov rastlín na nich pestovaných tvorí 80 % diétna výživa ľudstva.

Rovnako ako v prírodných ekosystémoch, aj v nich existujú výrobcovia, konzumenti a rozkladači. Producentmi v agroekosystémoch sú rastliny, ktoré sú pre človeka zaujímavé z hľadiska jeho ekonomických potrieb (pšenica, zemiaky, sója, ľan a pod.), konzumentmi hmyz, vtáky, zajace, líšky a pod., rozkladačmi sú napr. plesne a baktérie. Agrobiogeocenózy sa teda podobne ako prírodné ekosystémy vyznačujú druhovou diverzitou a majú výraznú trofickú štruktúru.

Popri spoločných črtách majú agroekosystémy aj množstvo odlišností od prirodzených ekosystémov, keďže najčastejšie sa na poliach pestuje iba jeden rastlinný druh, čo vedie k oveľa nižšej druhovej diverzite ostatných skupín organizmov. Agrobiogeocenózy využívajú okrem slnečnej energie aj energiu vnesenú človekom vo forme hnojív, ale človek odoberá aj časť organickej hmoty, a preto akumulačné procesy prevažujú nad mineralizáciou.

Regulácia tohto typu biogeocenózy je tiež výsadou človeka, ktorý nielen bojuje s burinou a škodcami, ale vykonáva aj rekultivačné práce, aplikuje hnojivá na zvýšenie úrody, nahrádza odrody rastlín a druhy pestované na rovnakom mieste a pod. najpriaznivejšie podmienky len pre druhy rastlín, ktoré ho zaujímajú.

Vo všeobecnosti sú agroekosystémy nestabilné a nemôžu existovať bez ľudského zásahu, pretože v procese šľachtenia plodín bola za produktivitu obetovaná odolnosť voči environmentálnym faktorom a výsledkom nízkej druhovej diverzity je nedostatok duplicitných ekologických výklenkov a krehkosť potravín. weby. Preto budú rastliny agrocenóz v prípade vyradenia týchto pozemkov z poľnohospodárskeho obehu rýchlo nahradené burinami a na opustených orných pôdach bude pozorovaná sekundárna sukcesia.

Biosféra je globálny ekosystém. Učenie VI Vernadského o biosfére. Živá hmota, jej funkcie. Vlastnosti distribúcie biomasy na Zemi. Biologická cirkulácia a premena energie v biosfére, úloha organizmov rôznych kráľovstiev v nej. Evolúcia biosféry

Biosféra – globálny ekosystém

Biosféra- oblasť existencie a životnej činnosti živých organizmov, ktorá preniká do spodných vrstiev atmosféry, do celej hydrosféry a do hornej časti litosféry.

Pojem biosféra zahŕňa okrem biotopu celý súbor živých organizmov, ktoré ho obývajú a zabezpečujú jeho fungovanie. Biosféru možno vnímať aj ako viacúrovňový systém elementárne ekosystémy – biogeocenózy.

Rozloženie života v geografických obaloch Zeme závisí od množstva faktorov. V atmosfére teda nárast sily zemskej príťažlivosti pri približovaní sa k Zemi a zoslabovanie kozmického žiarenia ozónovou clonou určuje prítomnosť podmienok vhodných pre život do 20 km nad morom. V hydrosfére boli živé bytosti nájdené v hĺbkach 11 km alebo viac (Marianská priekopa). V litosfére prenikajú do hĺbky 5-6 km (v priemere do 2-3 km).

Schopnosť biosféry ako otvoreného systému, závislého na dodávke energie zvonku, zachytávať a odovzdávať tok energie, ako aj obeh látok na planéte, z nej robí globálny ekosystém.

Veľké cykly látok na úrovni biosféry, ktoré sú súborom malých cyklov a predstavujú súbor spôsobov pohybu látok cez živé organizmy a ich biotopy, sa nazývajú tzv. biogeochemické cykly. Biogeochemické cykly sú oveľa uzavretejšie ako malé cykly na úrovni biogeocenóz. Neúplné uzavretie biogeochemických cyklov (95-98%) zohralo obrovskú úlohu pri akumulácii biogénnych prvkov v zemskej kôre.

Etapy rôznych biogeochemických cyklov prebiehajú rôznymi rýchlosťami a nie je možné dosiahnuť úplné opakovanie každého cyklu, pretože celá príroda je neustále v procese zmien. Napriek tomu sú všetky biogeochemické cykly v prírode prepojené a zabezpečujú existenciu života.

Biogeochemické cykly pripomínajú kolesá vodného mlyna, ktoré pod vplyvom energetického toku Slnka zabezpečujú pohyb, modifikáciu a prerozdelenie energie a látok v biosfére. Samotný pojem „biogeochemický cyklus“ zaviedol začiatkom 20. storočia V. I. Vernadskij.

„Čepeľmi“ na „kolesá“ biogeochemických cyklov sú rôzne ekologické skupiny organizmov – producenti, konzumenti a rozkladači, ktorých pomer v biosfére určuje tak zachytávanie slnečnej energie, ako aj úplnosť obratu látok. Na zabezpečenie udržateľného toku energie a cirkulácie látok v biosfére je nevyhnutná nielen druhová diverzita organizmov, ale aj samoregulácia tohto globálneho ekosystému vďaka existencii početných priamych a spätných väzieb.

Termín „biosféra“ vo význame „zóna života“ a vonkajší obal Zeme prvýkrát použil JB Lamarck v roku 1802, ale jeho interpretáciu, blízku modernej, navrhol v roku 1875 rakúsky vedec E. Suess.

Učenie V. I. Vernadského o biosfére a noosfére

Vývoj doktríny biosféry ako komplexného viaczložkového planetárny systém prepojené významné biologické komplexy, ako aj chemické a geologické procesy prebiehajúce na Zemi, je zásluhou veľkého ruského vedca V. I. Vernadského (1864-1945). Na rozdiel od iných sfér Zeme, v rámci biosféry sú najsilnejším geologickým faktorom, ktorý transformuje globálny ekosystém, živé organizmy, ktoré zabezpečujú riadený tok energie a fungovanie biogeochemických cyklov.

Podľa teórie V. I. Vernadského sa biosféra skladá zo štyroch zložiek: živých, biogénnych, bioinertných a inertných látok.

Živá hmota je súhrnom živých organizmov.

Živina je množstvo organických zvyškov, vrátane neúplne rozložených (detritus, rašelina, uhlie, ropa a plyn biogénneho pôvodu).

Bio-inertná látka- ide už o rôzne zmesi biogénnych látok s minerálnymi horninami abiogénneho pôvodu (pôda, kaly, prírodné vody, plynové a ropné bridlice, bitúmenové piesky, časť sedimentárnych uhličitanov).

inertná látka Predstavujú ho rôzne abiotické zložky neovplyvnené priamym biogeochemickým vplyvom organizmov (horniny, minerály, sedimenty a pod.).

Napriek tomu, že ľudstvo je súčasťou biosféry, v posledných dvoch storočiach sa stalo nemenej silným geologickým faktorom ako všetka ostatná živá hmota. V tomto smere francúzsky filozof E. Leroy v roku 1927 zaviedol pojem „noosféra“ vo význame už existujúcej „vrstvy myslenia“. Avšak podľa doktríny noosféry, ktorú vypracoval aj V. I. Vernadsky, noosféra- toto je najvyšší stupeň vývoja pozemskej prírody, výsledok spoločného vývoja prírody a spoločnosti, riadený človekom; budúcnosť biosféry, keď vďaka racionálnej činnosti a sile človeka nadobudne novú funkciu - funkciu harmonickej stabilizácie podmienok života na planéte. Podľa V. I. Vernadského hlavným cieľom v konštrukcii noosféry spočíva v invariantnosti typu biosféry, v ktorej človek ako druh vznikol a môže existovať pri zachovaní svojho zdravia a životného štýlu.

Ére noosféry by mala predchádzať hlboká sociálno-ekonomická reorganizácia spoločnosti, zmena jej hodnotovej orientácie. Myšlienky V. I. Vernadského o možnosti v budúcnosti dosiahnuť stav autotrofie ako prostriedku nezávislosti od organických zdrojov sa spájajú s myšlienkou noosféry.

Napriek tomu, že mnohí autori neodkazujú noosféru do budúcnosti, ale považujú ju za veľmi blízku alebo už formovanú, ak vezmeme do úvahy stále prebiehajúcu deštruktívnu ekonomickú aktivitu človeka, noosféra je hypotetickým štádiom vývoja biosféry. , kedy sa v budúcnosti racionálna činnosť ľudí stane hlavným určujúcim faktorom pre jej trvalo udržateľný rozvoj.

Harmónia antropogénnych aktivít človeka a prírody je možná len pri riadení populácie ľudstva, obmedzovaní nadmerných potrieb ľudí, racionalizácii využívania prírodných zdrojov, využívaní len environmentálne vhodných priemyselných technológií s maximálnym spracovaním a využívaní druhotných materiálových a technologických zdrojov, realizácii globálny environmentálny monitoring prírodného prostredia a pod.

Živá hmota, jej funkcie

Súhrn všetkých živých organizmov na planéte tvorí biomasu, čiže živú substanciu Zeme. Jeho suchá hmotnosť sa odhaduje na približne 1,8 – 2,5 $ · 10 $ 12 ton Toto zdanlivo neuveriteľné množstvo v skutočnosti predstavuje len 0,01 % hmotnosti zemskej kôry, no V. I. Vernadskij tiež poznamenal, že na zemskom povrchu nie je žiadna iná chemikália sila, ktorá by pôsobila stálejšie, a teda vo svojich konečných výsledkoch silnejšia ako živá hmota.

Úloha živých organizmov v procesoch prebiehajúcich na planéte je skutočne obrovská. Je dobre známe, že všetok kyslík v atmosfére je biogénneho pôvodu, schránky mŕtvych morských a sladkovodných jednobunkových organizmov vytvorili za milióny rokov sedimentárne horniny ako vápenec a diatomit a bez baktérií, húb, rias a pôdnych jednobunkových organizmov, vytvorenie úrodnej vrstvy pôdy je nemožné. Živá hmota ročne reprodukuje asi 10 % biomasy, čo je 232,5 $ × $ 10 9 ton suchej organickej hmoty, pričom 46 $ × $ 10 9 ton uhlíka sa podieľa na fotosyntéze, za ktorú prejdú sami 170 $ × $ 10 9 ton oxidu uhličitého a 68 $×$ 10 9 ton vody. Okrem toho je do procesu zapojených 6 $ × $ 10 9 ton dusíka, 2 $ × $ 10 9 ton fosforu za rok, ako aj tisíce ton draslíka, vápnika, horčíka, síry, železa a iných chemických prvkov. .

Štúdium aktivity živej hmoty umožnilo V. I. Vernadskému identifikovať deväť ním vykonávaných biogeochemických funkcií, v súčasnosti k nim patria energetická, plynová, redoxná, koncentračná, deštruktívna, environmentálne formujúca atď.

energie- súvisí so zabezpečením absorpcie slnečnej energie, jej akumuláciou v chemických väzbách organických zlúčenín a prenosom potravou a rozkladným reťazcom, čo v konečnom dôsledku umožňuje živej hmote pôsobiť hnacia sila geologické procesy.

Plyn- spočíva v zmene plynného zloženia atmosféry v procese fotosyntézy a dýchania. Vykonávajú ho rastliny a niektoré baktérie, ktoré v procese fotosyntézy uvoľňujú kyslík do atmosféry a absorbujú oxid uhličitý, zatiaľ čo všetky organizmy bez výnimky absorbujú kyslík a uvoľňujú oxid uhličitý pri dýchaní. Niektoré baktérie sú pri svojej životnej činnosti schopné uvoľňovať aj dusík, jeho oxidy, sírovodík atď.. Vďaka činnosti živých organizmov sa nielen vytvorilo, ale aj udržiavalo stále zloženie atmosféry.

redox- v dôsledku oxidácie a redukcie rôznych prvkov v pôde a hydrosfére živými organizmami, ktorá je sprevádzaná tvorbou solí, oxidov a voľných zlúčenín a v konečnom dôsledku vápenca, bauxitu a rôznych rúd.

koncentrácie- spojené so selektívnou extrakciou a akumuláciou chemických prvkov (uhlík, vodík, dusík atď.) v živej hmote. Niektoré z nich sú špecifickými koncentrátormi určitých prvkov: mnohé morské riasy – jód, masliaky – lítium, kačica – rádium, rozsievky a obilniny – kremík, ktoré sa následne menia na ložiská nerastov.

deštruktívne- prejavuje sa dokončením biologického cyklu látok, keďže v procese životne dôležitej činnosti organizmov rozkladu dochádza k ničeniu (deštrukcii) mŕtvych zvyškov a odpadových produktov až anorganické látky, ktoré sa opäť môžu podieľať na biogénnej migrácii atómov.

Formovanie prostredia- v dôsledku premeny zloženia prostredia v procese života biomasy, napríklad formovanie zloženia atmosféry, akumulácia solí v hydrosfére, tvorba pôdy a regulácia klimatických zmien.

Vlastnosti distribúcie biomasy na Zemi

Napriek tomu, že živé organizmy sa nachádzajú všade v biosfére, ako už bolo spomenuté vyššie, ich distribúcia vo vesmíre nie je v žiadnom prípade rovnomerná: prevažná väčšina života sa sústreďuje hlavne na súši, zatiaľ čo biomasa oceánu je asi 0,13 %, nie spomenúť atmosféru.

Viac ako 99 % biomasy suchozemských organizmov tvoria producenti (najmä rastliny), zatiaľ čo spotrebitelia a rozkladači predstavujú menej ako 1 % (živočíchy a mikroorganizmy). Producenti pôdy z hľadiska systematickej príslušnosti aj biomasy väčšinou patria k vyšším rastlinám, kým v oceáne sú to najmä drobné jednobunkové riasy. Nenachádzajú sa však rovnomerne ani na súši: najvyššia druhová diverzita, biomasa a produktivita sú charakteristické pre tropické dažďové pralesy a močiare, zatiaľ čo púšte sú prakticky bez života.

V oceáne je vidieť iný obraz: rastliny tvoria asi 6% a zvieratá, baktérie a huby tvoria viac ako 93%. Takýto podiel výrobcov, konzumentov a rozkladačov určuje aj nízku produktivitu otvoreného oceánu, ktorého rozlohy možno považovať za polopúšť. Napriek tomu je to oceán, ktorý je hlavným dodávateľom prvovýroby na planéte pre svoj obrovský rozsah a fakt, že značná časť energie, ktorú producenti skladujú vo forme chemických väzieb organických látok, sa nevynakladá na životné procesy. , ale usadí sa na dne.

Biologická cirkulácia a premena energie v biosfére, úloha organizmov rôznych kráľovstiev v nej

Energia a látky prichádzajúce zvonku do ekosystémov v priebehu svojej existencie prechádzajú mnohými zmenami a prechádzajú z jednej formy do druhej. Tok energie ekosystémom sa nedá uzavrieť, keďže slnečná energia síce činnosťou producentov prechádza do energie chemických väzieb, no väčšina sa počas života jednotlivých zložiek biogeocenóz rozptýli a len malá časť sa ukladá vo forme nerastných ložísk (ropa, plyn, rašelina). Energia (slnečná a uvoľnená v geologických procesoch) je hybnou silou obehu látok v jednotlivých biogeocenózach a biosfére ako celku.

V krátkych časových úsekoch - od jedného do niekoľkých rokov - možno pozorovať takmer cyklické procesy premien látok a jednotlivých chemických prvkov pri produkcii surovín a spracovaní odpadov v ekosystémoch, pričom z dlhodobého hľadiska sa zisťuje, že tieto procesy nie sú úplne uzavreté, pretože sa ukladajú v geosférach Zeme a do iných biogeocenóz ich odnášajú vetry, lejaky atď. Tieto malé cykly látok (na úrovni biogeocenózy) sú však súčasťou veľkých cyklov látok. v ekosystémoch vyššej úrovne, alebo biogeochemické cykly.

V cirkulácii hmoty a energie v biogeocenózach zohrávajú vedúcu úlohu živé organizmy, pretože niektoré z nich (producenti) zachytávajú energiu Slnka a fixujú uhlík, ako aj dusík, síru a fosfor vo forme organických zlúčenín, pričom iné ich naopak využívajú (spotrebitelia) a postupne mineralizujú (rozkladače).

V ekosystémoch neustále prebiehajú cykly uhlíka, dusíka, vodíka, kyslíka, síry, fosforu a iných chemických prvkov, ako aj cykly látok, ako je voda.

Cyklus uhlíka. Uhlík je jedným z najdôležitejších biogénnych prvkov, ktorý je fixovaný rastlinami v procese fotosyntézy vo forme organických zlúčenín používaných spotrebiteľmi. V procese dýchania sa väčšina organických zlúčenín rozkladá za vzniku oxidu uhličitého a organické zvyšky sú rozkladané a mineralizované organizmami rozkladu. V dôsledku týchto dvoch procesov sa väčšina oxidu uhličitého vracia späť do atmosféry.

Časť uhlíka sa v súčasnosti ukladá vo forme nerozložených organických zvyškov, ktoré tvoria úrodnú pôdnu vrstvu, a je uskladnená rastlinami, ktoré žili pred miliónmi rokov, tvorili ložiská takých nerastov ako čierne a hnedé uhlie, ropa, zemný plyn, rašelina, atď.

Vo vodných ekosystémoch sa oxid uhličitý viaže vo forme uhličitanových a uhľovodíkových aniónov a môže vytvárať nerozpustný uhličitan vápenatý, ktorý je súčasťou kostry mnohých prvokov a koelenterátov. Kostry mŕtvych zvierat tvoria sedimentárne horniny (krieda, vápenec) a sú dlhodobo vylúčené z obehu, avšak v procese budovania hôr sa vynášajú na povrch a ničia sa vplyvom biotických faktorov. a v dôsledku činnosti živých organizmov sa do nej opäť zapájajú.

Ekonomická činnosť človeka vo veľkej miere ovplyvňuje uhlíkový cyklus v biogeocenózach, a to najmä v dôsledku využívania neobnoviteľných zdrojov energie – ropy a plynu.

Cyklus dusíka. Dusík je podobne ako uhlík biogénny prvok, ktorý je súčasťou bielkovín, nukleových kyselín, ATP, chitínu, množstva vitamínov atď. V atmosfére je dusík v molekulárnej forme (79% atmosféry), ale je chemicky inertný a nemôžu byť absorbované priamo rastlinami. Väčšina dusíka je fixovaná voľne žijúcimi a symbiotickými baktériami fixujúcimi dusík (vrátane cyanobaktérií), pričom sa mení na dusičnany. Časť dusíka pochádza z atmosféry ako oxid dusnatý (IV) produkovaný počas búrok.

Dusičnany sú prijímané rastlinami a začlenené do organických zlúčenín. Rastlinné bielkoviny slúžia ako základ dusíkatej výživy zvierat, ale dusíkaté zlúčeniny sú nimi neustále vylučované v procese života, ako aj v procese rozkladu rastlinných a živočíšnych zvyškov baktériami a hubami. Vzniknutý čpavok čiastočne využívajú rozkladači na stavbu vlastného tela, zatiaľ čo druhá časť sa nitrifikačnými baktériami premieňa na dusičnany, ktoré sú opätovne využívané rastlinami alebo denitrifikačnými baktériami a vracajú ich späť do atmosféry. Časť dusíka, podobne ako uhlík, je na dlhú dobu vylúčená z obehu a usadzuje sa v hlbokomorských sedimentoch.

Cyklus dusíka prešiel výraznými zmenami v dôsledku používania dusíkatých hnojív človekom, ako aj iných dusíkatých zlúčenín v rôznych priemyselných odvetviach, v dôsledku čoho sa značné množstvo dusíka dostáva nielen na polia, ale aj do ovzdušia a vodných ekosystémov.

Cyklus síry. Síra ako biogénny prvok je súčasťou niektorých aminokyselín a radu ďalších dôležitých organických zlúčenín. Väčšina síry sa ukladá v pôde a morských sedimentárnych horninách vo forme sulfidov a síranov. Mikroorganizmy premieňajú sulfidy na formu prístupnú rastlinám – sírany. Zvyšky rastlín a živočíchov spracovávajú rozkladače a zabezpečujú návrat síry do kolobehu.

V súčasnej fáze sa emisie zlúčenín síry výrazne zvýšili v dôsledku ľudskej činnosti (spaľovanie uhlia a plynu v tepelných elektrárňach, výfukové plyny vozidiel), čo vedie k tvorbe kyseliny sírovej a kyslých dažďov, ktoré spôsobujú smrť. vegetácie.

Cyklus fosforu. Fosfor sa koncentruje v sedimentoch vytvorených v minulých geologických epochách, pretože mnohé fosforečnany sú nerozpustné. Postupne sa z nich predsa len vyplavuje fosfor a dostáva sa do ekosystémov. Rastliny využívajú len časť tohto fosforu, pričom väčšina je odnášaná do vodných plôch a opäť ukladaná vo forme sedimentárnych hornín.

Ľudská činnosť výrazne upravila cirkuláciu tohto chemického prvku v súvislosti s ťažbou morských plodov a používaním obrovského množstva fosfátových hnojív, z ktorých značná časť sa každoročne zmýva z polí.

Iracionálne využívanie prírodných zásob fosforu vedie napríklad k geografickým zmenám. Napríklad malý ostrovný štát Nauru v juhozápadnom Tichom oceáne, ktorý existuje najmä vďaka ťažbe fosforitov, čoskoro zmizne z povrchu Zeme, keďže zásoby týchto nerastov nahromadené za státisíce rokov vďaka na exkrementy sťahovavých vtákov, sú takmer vyčerpané.

Vodný cyklus (hydrologický cyklus). Celkové zásoby vody na planéte sú asi 1,5 miliardy m 3 a väčšina z nich je vo vodných útvaroch (najmä slaných), pričom atmosféra je v nich dosť chudobná. Voda sa vyparuje a vzdušnými prúdmi sa prenáša na značné vzdialenosti. Voda padá na povrch krajiny vo forme zrážok, pričom ju využívajú nielen živé bytosti, ale prispieva aj k ničeniu hornín, robí ich vhodnými pre život rastlín a mikroorganizmov, eroduje vrchnú vrstvu pôdy a vracia sa späť. s chemickými zlúčeninami rozpustenými v ňom a suspendovanými organické častice do nádrží. Hydrologický cyklus trvá približne 1 rok. Cyklus vody medzi oceánom a pevninou je najdôležitejším článkom pri udržiavaní života na Zemi, pretože zabezpečuje nielen potrebu vody pre organizmy, ale tiež zavádza do vodných ekosystémov minerálne a organické látky, ktoré sa zachytávajú na súši počas ničenia vody. litosféra.

V súčasnosti je človek mocným geologickým činiteľom, pri svojej činnosti využíva takmer všetky prvky, aj tie, ktoré sú potrebné len pre technogénnu činnosť (urán, plutónium a pod.). To prispieva k tomu, že prirodzené cykly látok sa premieňajú na prírodno-antropogénne, pretože človek nielen sťahuje určité prvky z obehu, ale aj urýchľuje využitie niektorých z nich.

Evolúcia biosféry

Biosféra, ako každý iný ekosystém, nie je zamrznutá, takže v devónskom období bolo v atmosfére až 30% kyslíka a teraz - až 21%, navyše za posledných 50 rokov sa obsah oxidu uhličitého v r. bolo ovplyvnené ekonomickou aktivitou.osoba vzrástla o 10%. Samotný vznik a historický vývoj biosféry úzko súvisí so vznikom a vývojom života na planéte.

V prvej etape vývoja biosféry v nej zohrali vedúcu úlohu fyzikálno-chemické procesy spojené so vznikom Zeme z protoplanetárneho oblaku, jej zahrievaním, migráciou atómov a rozdelením litosféry na plášť a jadro, vznik hydrosféry, ako aj vznik sekundárnej atmosféry z metánu, oxidu uhličitého, vodnej pary a amoniaku, čo vytvorilo predpoklady pre abiogénny vznik života.

V budúcnosti to bola živá hmota, ktorá mala obrovský vplyv na vývoj biosféry, ktorý spočíval v zmene zloženia atmosféry a jej udržiavaní (vzhľad kyslíka, zníženie koncentrácie oxidu uhličitého, metánu atď.) , pri regulácii zloženia morských a sladkých vôd, ovplyvňovaní klímy a úrodnosti pôd, ako aj procesov tvorby sedimentov a deštrukcií hornín. Bolo to spôsobené vznikom už v prvých fázach vývoja života autotrofných a heterotrofných organizmov, ktoré zabezpečovali obeh látok a tok energie na planéte. Napriek tomu, že prírodný geologický a zmena podnebia Na planéte tiež naďalej zohráva dôležitú úlohu v procesoch prebiehajúcich na planéte, je to živá hmota, ktorá pôsobí ako vedúci geochemický faktor.

Evolúcia organického sveta bola nevyhnutne sprevádzaná vznikom niektorých systematických skupín organizmov prispôsobených prostrediu a zánikom iných, avšak celkovo v biosfére je približne rovnaký pomer producentov, konzumentov a rozkladačov. udržiavané, zabezpečujúce trvalo udržateľný rozvoj biosféry.

V súčasnej fáze vývoja biosféry hrá obrovskú úlohu, porovnateľnú s činnosťou živej hmoty, tretí faktor – ľudská spoločnosť, ktorej ekonomická aktivita už viedla k narušeniu ekologickej rovnováhy a hrozí úplným zničením biosféry. .

Globálne zmeny v biosfére spôsobené ľudskou činnosťou (narušenie ozónovej clony, kyslé dažde, skleníkový efekt atď.). Problémy trvalo udržateľného rozvoja biosféry. Pravidlá správania sa v prírodnom prostredí

Globálne zmeny v biosfére spôsobené ľudskou činnosťou (narušenie ozónovej clony, kyslé dažde, skleníkový efekt atď.)

Ľudská evolúcia a vývoj ľudskej spoločnosti nemal na biosféru pomerne dlho významný vplyv, avšak už pred 20-30-tisíc rokmi sa začalo intenzívne vyhladzovanie veľkých bylinožravcov a pred 10-12-tisíc rokmi prebiehalo odlesňovanie. zapríčinené lomeným poľnohospodárstvom. Následne to v niektorých oblastiach planéty spolu so zmenou klímy viedlo k erózii pôdy a dezertifikácii. Napriek tomu až v posledných dvoch storočiach prudký nárast obyvateľstva a kvalitatívny skok v rozvoji vedy a výroby viedli k najsilnejšej záťaži prírody, vzniku tzv. antropocenózy.

Ľudská ekonomická činnosť, ktorá si stanovila za dobrý cieľ uspokojiť svoje najzákladnejšie potreby potravy a viac či menej komfortného prostredia, sa spočiatku dotýkala len povrchu zeme (odlesňovanie, oranie pôdy, kladenie ciest), a potom sa rozšírila hlboko do litosféry ( baníctvo ), ovplyvnilo ovzdušie (spaľovanie palív, emisie z priemyselných podnikov a automobilov) a hydrosféru (domáce a priemyselné odpadové vody, odvodňovanie močiarov, výstavba priehrad). Negatívne dôsledky tejto činnosti boli dlho neutralizované vďaka nárazníkovým vlastnostiam biosféry, avšak zvyšujúca sa antropogénna záťaž spojená so znečistením ovzdušia, vody a pôdy spôsobila už zrejme nezvratné zmeny v zodpovedajúcich obaloch planéty. . Napriek tomu, že znečistenie sa vyskytuje na mnohých miestach po celej zemeguli, ich účinky nezostávajú lokálne, ale kumulujú sa a nadobúdajú globálne rozmery.

Skleníkový efekt. Zrýchlenie mineralizácie pôdneho humusu na oraných plochách, emisie produktov spaľovania palív do atmosféry, najmä oxidu uhličitého a metánu, ako aj freónu široko používaného v chladničkách, klimatizáciách a postrekovačoch viedli nielen k ich hromadeniu, ale aj k oneskoreniu. infračerveného žiarenia zemského povrchu, čo vedie k otepľovaniu biosféry. Predpokladá sa, že pozorované skleníkový efekt je hlavným dôvodom globálne otepľovanie, ktorý je sprevádzaný nárastom počtu horúcich dní v roku, poklesom zrážok a suchom v hlavných poľnohospodárskych oblastiach, topením ľadovcov a vzostupom vôd Svetového oceánu, ako aj rôznymi kataklizmami, v r. konkrétne hurikány, búrky a pod. Viacero vedcov vysvetľuje globálne otepľovanie vo väčšej miere mierou cyklickosti procesov zmeny teploty na planéte, teda tým, že v súčasnosti žijeme v medziľadovej dobe.

Rozbitie ozónovej vrstvy. Freón a oxid dusnatý (II) sa tiež považujú za hlavné faktory oslabovania ozónovej vrstvy a výskytu „ ozónové diery» nad Antarktídou, Arktídou a Škandináviou. Napriek tomu, že ozón sa neustále tvorí v atmosfére pod vplyvom vysokovýkonných elektrických výbojov a cítime ho po búrke, ozónová clona sa vytvárala milióny rokov a až dokončenie tohto procesu výrazne znížilo prísun ultrafialového žiarenia, ktoré je škodlivé pre všetko živé na planéte a umožňuje organizmom pristáť na súši. Poškodzovanie ozónovej vrstvy sa v súčasnosti považuje za hlavnú príčinu alarmujúcich štatistík rakoviny kože v mnohých krajinách sveta, a preto je otázka nebezpečenstva dlhodobého vystavenia slnečnému žiareniu a soláriám široko vznesená.

Na vyriešenie dvoch vyššie uvedených naliehavých problémov sa vyžaduje viacero medzinárodných zmlúv, vrátane Montrealského (1987) a Kjótskeho protokolu (1997), ktoré stanovujú obmedzenie používania freónov, ako aj emisií skleníkových plynov do atmosféry. ľudstva.

Kyslý dážď. V polovici 70. rokov dvadsiateho storočia sa v Škandinávii, Veľkej Británii, ako aj v mnohých regiónoch Severnej Ameriky zistilo, že namiesto neutrálnej reakcie má dažďová voda kyslé (pH< 7,0). В первую очередь выпадение кислотных дождей стало причиной нарушений в пресноводных экосистемах, где начала исчезать не только рыба, но и лягушки, тритоны и другие животные. Несмотря на то, что последствия таких осадков для растительности установить трудно, считается, что они являются причиной деградации лесов, а также разъедания строительных конструкций, эрозии почв и т. д. Причиной выпадения кислотных дождей является загрязнение воздушной среды оксидами серы и азота, которые реагируют с атмосферной влагой с образованием серной и азотной кислот. Оксиды серы и азота попадают в атмосферу в результате сгорания топлива, содержащего даже небольшие количества этих химических элементов.

Smog. K tvorbe vedie aj uvoľňovanie rôznych plynov a pevných častíc do atmosféry smog, čo je v súčasnosti charakteristické pre priemyselné regióny štátov (napríklad Čína), ktoré zažívajú ekonomický boom. Smog je príčinou nárastu počtu ochorení dýchacieho systému.

Znečistenie vody. Intenzívne využívanie vodných zdrojov je spojené nielen s rybolovom, pestovaním morských plodov a perál, pretože ľudstvo potrebuje pitnú a technickú vodu. Zmeny v globálnej vodnej bilancii v dôsledku odlesňovania, výstavby priehrad a odvodňovania močiarov, ako aj znečistenia vôd postihli predovšetkým kontinentálne sladkovodné útvary, ale účinky týchto aktivít pociťujú aj moria, ako napr. prípad pesticídu DDT, ktorý sa aplikoval na poliach, ale našiel sa aj v tkanivách rýb a cicavcov v Severnom ľadovom oceáne. Znečistenie riek a stojatých vôd domácimi a priemyselnými odpadovými vodami vrátane rádioaktívneho odpadu viedlo k vážnemu narušeniu druhovej diverzity týchto ekosystémov, ale včasné opatrenia prijaté vo viacerých krajinách prispeli k ich prečisteniu a obnove prirodzených populácií. Iracionálne využívanie podzemných vôd spôsobilo v niektorých regiónoch vyčerpanie prírodných zdrojov a pokles pôdy na rozsiahlych územiach. V súčasnosti sa verí, že viac ako 1 miliarda ľudí na svete nemá prístup ku kvalitnej pitnej vode a táto situácia sa stále zhoršuje, preto vodné zdroje potrebujú osobitnú ochranu.

Redukcia lesov. O lesoch sa už dlho uvažovalo pľúca planéty, keďže v procese fotosyntézy sa v nich tvorí významná časť vzdušného kyslíka. Navyše akceptujú Aktívna účasť pri udržiavaní vodnej bilancie planéty, zachovávaní pôdy, druhovej diverzity atď. Napriek tomu sa lesy na celej planéte naďalej alarmujúcou rýchlosťou vyrubujú, najmä v tropických oblastiach, pre potreby stavebníctva, nábytku, chemikálií, atď. celulóza a papier a iné priemyselné odvetvia. Dôsledky tohto predátorského využívania prírodných zdrojov, ktoré sú čoraz viditeľnejšie v V poslednej dobe sú plytčiny riek, záplavy, miznutie mnohých druhov rastlín a živočíchov, degradácia pôdy, zvyšovanie koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére a klimatické zmeny vo všeobecnosti.

Erózia pôdy a dezertifikácia.Úrodnosť pôdy, o ktorú sa ľudstvo v prvom rade zaujíma, závisí od hrúbky humusovej vrstvy nahromadenej počas tisícročí v dôsledku činnosti miliónov organizmov. Černozeme sú považované za najúrodnejšie pôdy, počas Veľkej vlasteneckej vojny ich dokonca z územia našej krajiny odviezli nacistickí útočníci do Nemecka. Avšak v povojnovom období úrodnosť pôdy začala v dôsledku erózie neustále klesať. Erózia je deštrukcia hornej úrodnej vrstvy pôdy v dôsledku jej odplavovania vodou a unášania vetrom. Erózia, zhutňovanie pôdy poľnohospodárskymi strojmi, salinizácia, znečisťovanie, odlesňovanie, intenzívne pasenie na pastvinách a iné vplyvy vedú k degradácii pôdy a v konečnom dôsledku k dezertifikácii, ako sa to stalo v kolíske ľudskej civilizácie – Mezopotámii a severnej Afrike.

Nemenej významnými dôsledkami hospodárskej činnosti človeka je vyčerpávanie energetických zdrojov, vymieranie rastlinných a živočíšnych druhov atď.

Človek dlho upevňoval svoju moc nad prírodou, rozvíjal technický potenciál, zvyšoval využívanie prírodných zdrojov, no v budúcnosti môže tento proces viesť len ku katastrofálnej deštrukcii prírodného prostredia a následne k zníženiu kvality života. Jediným možným krokom k prechodu biosféry do noosféry je uvedomenie si a deklarácia potreby posunu svetového spoločenstva do pozície trvalo udržateľného rozvoja.

Problémy trvalo udržateľného rozvoja biosféry

V povojnovom období sa dôsledky ľudskej hospodárskej činnosti natoľko rozmohli, že sa dokázalo, že odstránenie rozporov, ktoré vznikli medzi antropogénnou záťažou a nárazníkovými schopnosťami biosféry, ako aj ďalšie zlepšenie kvalita života ľudí je možná len v rámci stabilného sociálno-ekonomického rozvoja, ktorý nezničí prirodzený mechanizmus samoregulácie biosféry. Na riešenie týchto problémov bolo vytvorených množstvo medzinárodných organizácií na ochranu prírodného prostredia, ako napríklad Medzinárodná únia na ochranu prírody a životného prostredia (IUCN), Svetový fond na ochranu prírody (WWF), Rímsky klub, Medzinárodný súd pre životné prostredie (IEC), Greenpeace a mnohé reprezentatívne konferencie. Najvýznamnejšími fórami na túto tému sú Konferencia OSN o životnom prostredí (Štokholm, 1972) a Konferencia OSN o životnom prostredí a rozvoji (Rio de Janeiro, 1992). Úlohou prvej z nich bolo vytvorenie Programu OSN pre životné prostredie a rozvoj (UNEP), druhou prijali Deklaráciu z Ria o životnom prostredí a rozvoji, Rámcový dohovor o zmene klímy, Dohovor o biologickej diverzite a Akciu OSN Program „Agenda pre 21. storočie“. Práve v dokumentoch z posledného stretnutia tvorila koncepčný základ prijatých rozhodnutí teória trvalo udržateľného rozvoja predložená skôr v správe UNEP „Naša spoločná budúcnosť“ (1987).

Trvalo udržateľný rozvoj znamená typ rozvoja, ktorý umožňuje stabilný hospodársky rast na dlhodobom základe bez toho, aby viedol k ďalšej degradácii prírodného prostredia.

V úzky zmysel trvalo udržateľný rozvoj sa chápe výlučne ako optimalizácia ekonomickej aktivity človeka v biosfére, ktorá by na jednej strane uspokojovala potreby ľudstva a na druhej strane by nezhoršovala stav prírodného prostredia.

Širší výklad tohto pojmu spája trvalo udržateľný rozvoj s radikálnou revíziou samotných princípov fungovania ľudskej civilizácie, vrátane riešenia potravinových, ekonomických a iných problémov a prechodu biosféry do kvalitatívne nového stavu – noosféry.

Na vyriešenie týchto problémov je potrebné vyriešiť štyri hlavné úlohy našej doby: zachovanie a obnovenie na úroveň prirodzenej produktivity množstva degradovaných ekosystémov, racionalizácia spotreby, rozsiahle zavádzanie „environmentálnych“ technológií. a normalizácia obyvateľstva.

Keďže biosféra, ktorá je regulátorom stavu životného prostredia, je jednotný systém, plnohodnotný prechod k trvalo udržateľnému rozvoju je možný len v rozsahu svetového spoločenstva s efektívnym Medzinárodná spolupráca. Okrem spomínaných konferencií OSN sa konalo aj stretnutie v Montreale (Montreal, 1987; Montrealský protokol o obmedzení emisií freónov do atmosféry), Paneurópska konferencia ministrov životného prostredia (Sofia, 1995), Konferencia zmluvných strán Rámcový dohovor OSN o zmene klímy (Kjóto, 1997; podpísal Kjótsky protokol o obmedzení tepelných emisií do atmosféry) a Medzinárodný kongres o trvalo udržateľnom rozvoji (Johannesburg, 2002). Napriek tomu v tomto procese zohráva osobitnú úlohu niekoľko krajín, jednou z nich je Rusko, ktoré má veľké územia, ktoré v skutočnosti nie sú ovplyvnené hospodárskou činnosťou a sú rezervou pre stabilitu biosféry ako celku.

Ruská federácia sa aktívne zapojila do riešenia globálnych environmentálnych problémov, čo sa prejavilo prijatím viacerých zásadných dokumentov vrátane Koncepcie prechodu Ruskej federácie na trvalo udržateľný rozvoj, Štátnej stratégie trvalo udržateľného rozvoja Ruskej federácie, Environmentálneho Doktrína Ruskej federácie, federálny zákon „O ochrane životného prostredia“, ktorý zabezpečuje stabilizáciu a radikálne zlepšenie stavu prírodného prostredia zavedením environmentálne vhodných technológií a metód riadenia, zmenami v samotnej štruktúre hospodárstva, ako aj ako osobná a verejná spotreba. Veľká pozornosť sa v týchto dokumentoch venuje formovaniu nového, ekologického myslenia tak u mladej generácie, ako aj u ekonomicky aktívneho obyvateľstva.

Samostatné úspechy v oblasti ochrany životného prostredia sú už načrtnuté. Súvisia najmä s environmentálnou politikou štátov a úsilím medzinárodného spoločenstva, ktoré stanovuje štandardy kvality prírodného prostredia a maximálne prípustné úrovne znečistenia, ako sú Euro-2, Euro-4 atď. environmentálnej politiky stále leží v ekonomickej rovine a zabezpečuje prevenciu tovarov a služieb, ktoré nespĺňajú normy na trhu, zavádzanie pokút, environmentálnych daní, zvyšovanie cien energií a pod. naopak, je sprevádzané daňovými stimulmi. Preto vo väčšine krajín sveta priemyselné podniky inštalujú špeciálne filtre na zníženie škodlivých emisií do atmosféry, čistia odpadové vody a snažia sa, aby boli výrobné cykly uzavreté a bez odpadu. Špeciálny význam V súčasnosti je zameraná na získavanie energie z obnoviteľných zdrojov prostredníctvom výstavby prílivových, veterných a solárnych elektrární, ako aj zavádzanie energeticky úsporných technológií.

Tieto snahy však nemôžu byť plodné bez účasti každého jednotlivca. Vo vyspelých krajinách je preto prvkom spoločnej kultúry úcta k prírode, ktorá spočíva v triedení domového odpadu, používaní opakovane použiteľných obalov, bicyklovaní a pod.

Hodnotenie globálnych environmentálnych problémov a možných riešení

Do konca 20. storočia ľudská činnosť viedla k zničeniu viac ako 60 % prírodných ekosystémov pevniny (napriek tomu, že len 10 % území je oraných), vodné ekosystémy vrátane morských umieranie, ku ktorému dochádza v dôsledku iracionálneho využívania zdrojov, znečistenia spôsobeného človekom a globálnej zmeny klímy. Hlavnými príčinami takéhoto žalostného stavu biosféry je však populačná explózia v mnohých oblastiach rozvojové krajiny a formovanie konzumnej spoločnosti v ekonomicky vyspelých krajinách.

Ďalšie oneskorenie pri riešení environmentálnych problémov o 20 rokov povedie k zvýšeniu teploty na planéte o 1-2 ─С, spôsobí vážne suchá a záplavy na rozsiahlych územiach, odsúdi milióny ľudí na smrť hladom a chorobami spôsobenými, medzi inými. vecí, podvýživou, nedostatkom kvality pitná voda a znečistenia životného prostredia. V konečnom dôsledku v blízkej budúcnosti dôjde k úplnému zmiznutiu osoby ako druhov v dôsledku zničenia jeho biotopu.

Ľudstvo nebude schopné umelo udržiavať fungovanie biosféry na požadovanej úrovni, keďže tento proces je schopná zabezpečiť a regulovať iba živá substancia planéty. Hlavnou podmienkou obnovy normálneho prirodzeného biotopu je obnova samotnej živej hmoty, predovšetkým prostredníctvom zachovania druhovej diverzity rastlín, živočíchov, húb a baktérií. Obnoviť ho však nebude možné, aspoň v súčasnosti, pretože na to by museli smerovať všetky zdroje, ktoré má ľudstvo k dispozícii. Preto je ekonomicky a ekologicky opodstatnená úroveň vyčlenenia asi 1/6 územia ako chránených území. Ak sa väčšine industrializovaných krajín sveta táto úloha zdá zdrvujúca, tak Rusko má ešte stále obrovskú rezervu v podobe 65% území takmer nedotknutých ľudskou činnosťou.

Pravidlá správania sa v prírodnom prostredí

Vzhľadom na realitu dnešnej doby by sa človek pri oddychu v prírode mal snažiť nespôsobovať ešte väčšie škody ekosystémom. Aby ste to dosiahli, počas jazdy by ste sa nemali pohybovať a opustiť už položené trasy, aby ste nezhutnili pôdu. Je nemožné bezcieľne lámať a trhať rastliny, zbierať ich semená a plody, pretože to môže narušiť proces rozmnožovania rastlinných spoločenstiev. Zakladanie ohňa v prírode je tiež možné len na špeciálne vybavených miestach, aby sa predišlo požiarom, ktoré môžu vzniknúť aj od hodenej zápalky alebo ohorku cigariet. Chytanie a zabíjanie hmyzu a iných živočíchov len preto, že sú krásne alebo mimo športového záujmu, je neprijateľné, pretože môže ovplyvniť nielen veľkosť populácií, ale aj integritu potravinových reťazcov a trofických sietí biogeocenóz. Netreba zabúdať ani na to, že aj pri herbarizácii rastlín a zbere živočíchov do zbierok sa prihliada na stupeň vzácnosti týchto organizmov. V prírodné prostredie je tiež nemožné zanechať odpadky, umyť autá a vypustiť motorový olej a palivo, pretože to tiež spôsobuje, ak nie okamžité, ale stále veľké škody na ekosystémoch.

Iba racionálny manažment prírody môže zabezpečiť zachovanie prírodného prostredia na dlhé roky.

biológia [ Kompletná referencia pripraviť sa na skúšku] Lerner Georgy Isaakovich

Časť 7 Ekosystémy a ich prirodzené vzorce

Ekosystémy a ich prirodzené vzorce

7.1. biotopy organizmov. Faktory prostredia: abiotické, biotické. antropogénny faktor. Zákon optima. Zákon minima. biologické rytmy. fotoperiodizmus

Hlavné pojmy a koncepty testované v skúške: abiotické faktory, antropogénne faktory, biogeocenóza, biologické rytmy, biomasa, biotické faktory, optimálna zóna, konzumenti, limitujúci faktor, potravinové reťazce, potravinové siete, hustota populácie, limity vytrvalosti, produktivita, producenti, reprodukčný potenciál, sezónne rytmy, denné rytmy, fotoperiodizmus , environmentálne faktory, ekológia.

Každý organizmus je pod priamym alebo nepriamym vplyvom podmienok prostredia. Tieto podmienky sú tzv enviromentálne faktory. Všetky faktory sú rozdelené na abiotické, biotické a antropogénne.

TO abiotické faktory - alebo faktory neživej prírody, zahŕňajú klimatické, teplotné podmienky, vlhkosť, osvetlenie, chemické zloženie atmosféry, pôdy, vody, reliéfne prvky.

TO biotické faktory zahŕňajú všetky organizmy a ich priame produkty životnej činnosti. Organizmy jedného druhu vstupujú do vzťahov rôznej povahy, a to ako medzi sebou, tak aj so zástupcami iných druhov. Tieto vzťahy sa delia na vnútrodruhové a medzidruhové.

vnútrodruhové vzťahy prejavuje sa vo vnútrodruhovom súperení o potravu, úkryt, samicu. Prejavujú sa aj charakteristikami správania, hierarchiou vzťahov medzi príslušníkmi populácie.

Antropogénne faktory sú spojené s ľudskou činnosťou, pod vplyvom ktorej sa prostredie mení a formuje. Ľudská činnosť zasahuje prakticky do celej biosféry: baníctvo, rozvoj vodných zdrojov, rozvoj letectva a astronautiky ovplyvňujú stav biosféry. V dôsledku toho dochádza v biosfére k deštruktívnym procesom, medzi ktoré patrí znečistenie vôd, „skleníkový efekt“ spojený so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére, narušenie ozónovej vrstvy, „kyslé dažde“ atď.

organizmov prispôsobiť sa(prispôsobiť sa) vplyvu určitých faktorov v procese prirodzeného výberu. Ich prispôsobivosť je určená reakčná rýchlosť vo vzťahu ku každému z faktorov, a to neustále pôsobiacich a kolísajúcich ich hodnoty. Napríklad dĺžka denného svetla v určitom regióne je konštantná, zatiaľ čo teplota a vlhkosť môžu kolísať v pomerne širokých medziach.

Faktory prostredia sú charakterizované intenzitou pôsobenia, optimálnou hodnotou ( optimálne), maximálne a minimálne hodnoty, v rámci ktorých je možný život konkrétneho organizmu. Tieto parametre sa líšia pre zástupcov rôznych druhov.

Odchýlka od optima akéhokoľvek faktora, ako je napríklad zníženie množstva jedla, sa môže zúžiť medze odolnosti vtákov alebo cicavcov v súvislosti s poklesom teploty vzduchu.

Faktor, ktorého hodnota je v súčasnosti na hranici únosnosti, prípadne ich presahuje, sa nazýva obmedzujúce.

biologické rytmy. Mnohé biologické procesy v prírode prebiehajú rytmicky; rôzne stavy tela sa striedajú s dosť zreteľnou periodicitou. Vonkajšie faktory zahŕňajú zmeny osvetlenia (fotoperiodizmus), teploty (termoperiodizmus), magnetického poľa, intenzity kozmického žiarenia. Rast a kvitnutie rastlín závisí od interakcie medzi ich biologickými rytmami a zmenami faktorov prostredia. Rovnaké faktory určujú načasovanie migrácie vtákov, línania zvierat atď.

fotoperiodizmus - faktor, ktorý určuje dĺžku denného svetla a následne ovplyvňuje prejav iných faktorov prostredia. Dĺžka denného svetla je pre mnohé organizmy signálom zmeny ročných období. Veľmi často je telo ovplyvnené kombináciou faktorov a ak je niektorý z nich obmedzujúci, tak sa vplyv fotoperiódy zníži alebo sa neprejaví vôbec. Pri nízkych teplotách napríklad rastliny nekvitnú.

PRÍKLADY ÚLOH

Časť A

A1. Organizmy majú tendenciu sa prispôsobovať

1) na niekoľko najvýznamnejších environmentálnych faktorov

2) na jeden, pre telo najdôležitejší faktor

3) k celému komplexu environmentálnych faktorov

4) hlavne biotickým faktorom

A2. Limitujúcim faktorom je tzv

1) zníženie prežitia druhu

2) najbližšie k optimálnemu

3) so širokým rozsahom hodnôt

4) akékoľvek antropogénne

A3. Limitujúcim faktorom pre potočníka môže byť

1) prietok vody

2) zvýšenie teploty vody

3) pereje v potoku

4) dlhé dažde

A4. Morská sasanka a krab pustovník sú vo vzťahu

3) neutrálne 4) symbiotické

A5. Biologické optimum je pozitívna akcia

1) biotické faktory

2) abiotické faktory

3) všetky druhy faktorov

4) antropogénne faktory

A6. Za najdôležitejšiu adaptáciu cicavcov na život v nestabilných podmienkach prostredia možno považovať schopnosť

1) samoregulácia 3) ochrana potomstva

2) pozastavená animácia 4) vysoká plodnosť

A7. Faktor spôsobujúci sezónne zmeny v bývaní

príroda je

1) atmosférický tlak 3) vlhkosť vzduchu

2) dĺžka dňa 4) teplota vzduchu

A8. Antropogénny faktor je

1) súťaž dvoch druhov o územie

4) zber bobúľ

A9. vystavené faktorom s relatívne konštantnými hodnotami

1) kôň domáci 3) pásomnica býčia

A10. Širšia reakčná rýchlosť vo vzťahu k sezónnym teplotným výkyvom má

1) rybničná žaba 3) polárna líška

2) pšenica 4) pšenica

Časť B

V 1. Biotické faktory sú

1) organické zvyšky rastlín a živočíchov v pôde

2) množstvo kyslíka v atmosfére

3) symbióza, ubytovanie, dravosť

4) fotoperiodizmus

5) zmena ročných období

6) veľkosť populácie

C1. Prečo je potrebné čistiť odpadové vody pred ich vstupom do vodných útvarov?

Z knihy Fotografia. Univerzálny návod autora Korablev Dmitrij

HLAVNÉ VZORCE PSYCHOLÓGIE VNÍMANIA POZÍN A GEST VO FOTOGRAFII Ako zistili psychológovia, človek prijíma v priemere len štyridsať percent informácií slovami, všetko ostatné - cez vzhľad partnera, jeho mimiku, držanie tela, gestá a intonáciu hlasu.

Z knihy Veľký Sovietska encyklopédia(EK) autor TSB

Z knihy Najnovšia kniha faktov. Zväzok 3 [Fyzika, chémia a technika. História a archeológia. Miscellanea] autora Kondrashov Anatolij Pavlovič

Kto bol prvým ruským historikom, ktorý sa pokúsil nájsť vzory vo vývoji ľudskej spoločnosti? Prvý pokus nájsť vzory vo vývoji ľudskej spoločnosti, zdôvodniť príčiny vzniku štátnej moci, urobil Vasily Nikitich Tatishchev

Z knihy Teória manažmentu: Cheat Sheet autora autor neznámy

Z knihy Psychológia: Cheat Sheet autora autor neznámy

15. KOGNITÍVNA SFÉRA. TYPY, VLASTNOSTI, PRAVIDLÁ POCITOV Individuálne poznanie, tak ako prebieha v mysli jednotlivca, je vždy pohybom, ktorý vychádza zo sociálneho rozvoja kognície a k nemu sa vracia. Ale ten proces

Z knihy Marketing: Cheat Sheet autora autor neznámy

22. TYPY A PROCESY PAMÄTI. TYPY, VLASTNOSTI, PRAVIDLÁ PAMÄTE Pamäť uchováva a čiastočne spracováva všetky informácie, ktoré k nám prichádzajú z vonkajšieho sveta a z vedomia. Základné pamäťové procesy. 1. Uchovávanie je proces pamäti, ktorého výsledkom je

Z knihy Psychológia a pedagogika: Cheat Sheet autora autor neznámy

7.1. biotopy organizmov. Faktory prostredia: abiotické, biotické. antropogénny faktor. Zákon optima. Zákon minima. biologické rytmy. fotoperiodizmus

Hlavné pojmy a koncepty testované v skúške: abiotické faktory, antropogénne faktory, biogeocenóza, biologické rytmy, biomasa, biotické faktory, optimálna zóna, konzumenti, limitujúci faktor, potravinové reťazce, potravinové siete, hustota populácie, limity vytrvalosti, produktivita, producenti, reprodukčný potenciál, sezónne rytmy, denné rytmy, fotoperiodizmus , environmentálne faktory, ekológia.

Každý organizmus je pod priamym alebo nepriamym vplyvom podmienok prostredia. Tieto podmienky sú tzv enviromentálne faktory. Všetky faktory sú rozdelené na abiotické, biotické a antropogénne.

TO abiotické faktory - alebo faktory neživej prírody, zahŕňajú klimatické, teplotné podmienky, vlhkosť, osvetlenie, chemické zloženie atmosféry, pôdy, vody, reliéfne prvky.

TO biotické faktory zahŕňajú všetky organizmy a ich priame produkty životnej činnosti. Organizmy jedného druhu vstupujú do vzťahov rôznej povahy, a to ako medzi sebou, tak aj so zástupcami iných druhov. Tieto vzťahy sa delia na vnútrodruhové a medzidruhové.

vnútrodruhové vzťahy prejavuje sa vo vnútrodruhovom súperení o potravu, úkryt, samicu. Prejavujú sa aj charakteristikami správania, hierarchiou vzťahov medzi príslušníkmi populácie.

Antropogénne faktory sú spojené s ľudskou činnosťou, pod vplyvom ktorej sa prostredie mení a formuje. Ľudská činnosť zasahuje prakticky do celej biosféry: baníctvo, rozvoj vodných zdrojov, rozvoj letectva a astronautiky ovplyvňujú stav biosféry. V dôsledku toho dochádza v biosfére k deštruktívnym procesom, medzi ktoré patrí znečistenie vôd, „skleníkový efekt“ spojený so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére, narušenie ozónovej vrstvy, „kyslé dažde“ atď.

organizmov prispôsobiť sa(prispôsobiť sa) vplyvu určitých faktorov v procese prirodzeného výberu. Ich prispôsobivosť je určená reakčná rýchlosť vo vzťahu ku každému z faktorov, a to neustále pôsobiacich a kolísajúcich ich hodnoty. Napríklad dĺžka denného svetla v určitom regióne je konštantná, zatiaľ čo teplota a vlhkosť môžu kolísať v pomerne širokých medziach.

Faktory prostredia sú charakterizované intenzitou pôsobenia, optimálnou hodnotou ( optimálne), maximálne a minimálne hodnoty, v rámci ktorých je možný život konkrétneho organizmu. Tieto parametre sa líšia pre zástupcov rôznych druhov.

Odchýlka od optima akéhokoľvek faktora, ako je napríklad zníženie množstva jedla, sa môže zúžiť medze odolnosti vtákov alebo cicavcov v súvislosti s poklesom teploty vzduchu.

Faktor, ktorého hodnota je v súčasnosti na hranici únosnosti, prípadne ich presahuje, sa nazýva obmedzujúce .

biologické rytmy. Mnohé biologické procesy v prírode prebiehajú rytmicky; rôzne stavy tela sa striedajú s dosť zreteľnou periodicitou. Vonkajšie faktory zahŕňajú zmeny osvetlenia (fotoperiodizmus), teploty (termoperiodizmus), magnetického poľa, intenzity kozmického žiarenia. Rast a kvitnutie rastlín závisí od interakcie medzi ich biologickými rytmami a zmenami faktorov prostredia. Rovnaké faktory určujú načasovanie migrácie vtákov, línania zvierat atď.

fotoperiodizmus- faktor, ktorý určuje dĺžku denného svetla a následne ovplyvňuje prejav iných faktorov prostredia. Dĺžka denného svetla je pre mnohé organizmy signálom zmeny ročných období. Veľmi často je telo ovplyvnené kombináciou faktorov a ak je niektorý z nich obmedzujúci, tak sa vplyv fotoperiódy zníži alebo sa neprejaví vôbec. Pri nízkych teplotách napríklad rastliny nekvitnú.

Hlavné pojmy a koncepty testované v skúške: abiotické faktory, antropogénne faktory, biogeocenóza, biologické rytmy, biomasa, biotické faktory, optimálna zóna, konzumenti, limitujúci faktor, potravinové reťazce, potravinové siete, hustota populácie, limity vytrvalosti, produktivita, producenti, reprodukčný potenciál, sezónne rytmy, denné rytmy, fotoperiodizmus , environmentálne faktory, ekológia.

Každý organizmus je pod priamym alebo nepriamym vplyvom podmienok prostredia. Tieto podmienky sú tzv enviromentálne faktory. Všetky faktory sú rozdelené na abiotické, biotické a antropogénne.

TO abiotické faktory - alebo faktory neživej prírody, zahŕňajú klimatické, teplotné podmienky, vlhkosť, osvetlenie, chemické zloženie atmosféry, pôdy, vody, reliéfne prvky.

TO biotické faktory zahŕňajú všetky organizmy a ich priame produkty životnej činnosti. Organizmy jedného druhu vstupujú do vzťahov rôznej povahy, a to ako medzi sebou, tak aj so zástupcami iných druhov. Tieto vzťahy sa delia na vnútrodruhové a medzidruhové.

vnútrodruhové vzťahy prejavuje sa vo vnútrodruhovom súperení o potravu, úkryt, samicu. Prejavujú sa aj charakteristikami správania, hierarchiou vzťahov medzi príslušníkmi populácie.

Antropogénne faktory sú spojené s ľudskou činnosťou, pod vplyvom ktorej sa prostredie mení a formuje. Ľudská činnosť zasahuje prakticky do celej biosféry: baníctvo, rozvoj vodných zdrojov, rozvoj letectva a astronautiky ovplyvňujú stav biosféry. V dôsledku toho dochádza v biosfére k deštruktívnym procesom, medzi ktoré patrí znečistenie vôd, „skleníkový efekt“ spojený so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého v atmosfére, narušenie ozónovej vrstvy, „kyslé dažde“ atď.

organizmov prispôsobiť sa(prispôsobiť sa) vplyvu určitých faktorov v procese prirodzeného výberu. Ich prispôsobivosť je určená reakčná rýchlosť vo vzťahu ku každému z faktorov, a to neustále pôsobiacich a kolísajúcich ich hodnoty. Napríklad dĺžka denného svetla v určitom regióne je konštantná, zatiaľ čo teplota a vlhkosť môžu kolísať v pomerne širokých medziach.

Faktory prostredia sú charakterizované intenzitou pôsobenia, optimálnou hodnotou ( optimálne), maximálne a minimálne hodnoty, v rámci ktorých je možný život konkrétneho organizmu. Tieto parametre sa líšia pre zástupcov rôznych druhov.

Odchýlka od optima akéhokoľvek faktora, ako je napríklad zníženie množstva jedla, sa môže zúžiť medze odolnosti vtákov alebo cicavcov v súvislosti s poklesom teploty vzduchu.

Faktor, ktorého hodnota je v súčasnosti na hranici únosnosti, prípadne ich presahuje, sa nazýva obmedzujúce.

biologické rytmy. Mnohé biologické procesy v prírode prebiehajú rytmicky; rôzne stavy tela sa striedajú s dosť zreteľnou periodicitou. Vonkajšie faktory zahŕňajú zmeny osvetlenia (fotoperiodizmus), teploty (termoperiodizmus), magnetického poľa, intenzity kozmického žiarenia. Rast a kvitnutie rastlín závisí od interakcie medzi ich biologickými rytmami a zmenami faktorov prostredia. Rovnaké faktory určujú načasovanie migrácie vtákov, línania zvierat atď.

fotoperiodizmus - faktor, ktorý určuje dĺžku denného svetla a následne ovplyvňuje prejav iných faktorov prostredia. Dĺžka denného svetla je pre mnohé organizmy signálom zmeny ročných období. Veľmi často je telo ovplyvnené kombináciou faktorov a ak je niektorý z nich obmedzujúci, tak sa vplyv fotoperiódy zníži alebo sa neprejaví vôbec. Pri nízkych teplotách napríklad rastliny nekvitnú.

PRÍKLADY ČINNOSTÍ Časť A

A1. Organizmy majú tendenciu sa prispôsobovať

1) na niekoľko najvýznamnejších environmentálnych faktorov

2) na jeden, pre telo najdôležitejší faktor

3) k celému komplexu environmentálnych faktorov

4) hlavne biotickým faktorom

A2. Limitujúcim faktorom je tzv

1) zníženie prežitia druhu

2) najbližšie k optimálnemu

3) so širokým rozsahom hodnôt

4) akékoľvek antropogénne

A3. Limitujúcim faktorom pre potočníka môže byť

1) prietok vody

2) zvýšenie teploty vody

3) pereje v potoku

4) dlhé dažde

A4. Morská sasanka a krab pustovník sú vo vzťahu

3) neutrálne 4) symbiotické

A5. Biologické optimum je pozitívna akcia

1) biotické faktory

2) abiotické faktory

3) všetky druhy faktorov

4) antropogénne faktory

A6. Za najdôležitejšiu adaptáciu cicavcov na život v nestabilných podmienkach prostredia možno považovať schopnosť

1) samoregulácia 3) ochrana potomstva

2) pozastavená animácia 4) vysoká plodnosť

A7. Faktor spôsobujúci sezónne zmeny v bývaní

príroda je

1) atmosférický tlak 3) vlhkosť vzduchu

2) dĺžka dňa 4) teplota vzduchu

A8. Antropogénny faktor je

1) súťaž dvoch druhov o územie

2) hurikán

3) obsah kyslíka v atmosfére

4) zber bobúľ

A9. vystavené faktorom s relatívne konštantnými hodnotami

1) kôň domáci 3) pásomnica býčia

A10. Širšia reakčná rýchlosť vo vzťahu k sezónnym teplotným výkyvom má

1) rybničná žaba 3) polárna líška

2) pšenica 4) pšenica

Časť B

V 1. Biotické faktory sú

1) organické zvyšky rastlín a živočíchov v pôde

2) množstvo kyslíka v atmosfére

3) symbióza, ubytovanie, dravosť

4) fotoperiodizmus

5) zmena ročných období

6) veľkosť populácie

Časť C

C1. Prečo je potrebné čistiť odpadové vody pred ich vstupom do vodných útvarov?

Biogenocenóza- samoregulačný ekologický systém tvorený populáciami rôznych druhov žijúcich spolu a interagujúcich medzi sebou a s neživou prírodou v relatívne homogénnych podmienkach prostredia. Biogeocenóza teda pozostáva z neživých a živých častí životného prostredia. Akákoľvek biogeocenóza má prirodzené hranice, vyznačuje sa určitým obehom látok a energie. Organizmy obývajúce biogeocenózu sa podľa funkcií delia na výrobcov, spotrebiteľov a rozkladačov:

– výrobcov , - rastliny produkujúce organické látky v procese fotosyntézy;

– spotrebiteľov – zvieratá, spotrebitelia a spracovatelia organických látok;

– rozkladače , - baktérie, huby, ako aj zvieratá, ktoré sa živia zdochlinami a hnojom, ničiteľmi organických látok, ktoré ich premieňajú na anorganické;

Uvedené zložky biogeocenózy sú trofické úrovne spojené s výmenou a prenosom živín a energie.

Tvoria sa organizmy rôznych trofických úrovní potravinové reťazce , v ktorom sa látky a energia prenášajú postupne z úrovne na úroveň. Na každej trofickej úrovni sa využíva 5 – 10 % energie prichádzajúcej biomasy.

Potravinové reťazce sa zvyčajne skladajú z 3-5 článkov, napríklad:

1) rastliny - krava - osoba;

2) rastliny - lienka - sýkorka - jastrab;

3) rastliny - mucha - žaba - had - orol.

Potravinové reťazce sú trosky a pasienky.

V detriálnych potravinových reťazcoch slúžia mŕtve organické látky ako potrava ( odumreté rastlinné pletivo - huby - stonožky - dravé roztoče - baktérie). Potravinové reťazce na pastvinách začínajú živými tvormi. ( Príklady pasienkových reťazcov sú uvedené vyššie..)

Hmotnosť každého nasledujúceho článku potravinového reťazca sa zníži asi 10-krát. Toto pravidlo sa nazýva pravidlo ekologickej pyramídy. Pomery nákladov na energiu sa môžu prejaviť v pyramídach čísel, biomasa, energia.

Pyramída čísel odráža pomer producentov, konzumentov a rozkladačov v biogeocenóze. Biomasa - je to hodnota znázorňujúca hmotnosť organickej hmoty uzavretej v telách organizmov obývajúcich jednotkovú plochu.

Štruktúra a dynamika počtu populácií. Jednou z najdôležitejších charakteristík populácie je jej veľkosť. Veľkosť populácie je daná rôznymi faktormi – vnútropopulačná interakcia organizmov, vekové charakteristiky, konkurencia, vzájomná pomoc. Štruktúra populácie je jej rozdelenie do skupín. Populácia je rozdelená na vekové skupiny, rozdiely medzi pohlaviami, genotypy a fenotypy. Priestorová štruktúra populácií odráža jej rozmiestnenie v priestore. Jednotlivci tvoria skupiny – svorky, rodiny. Takéto skupiny sa vyznačujú teritoriálnym správaním.

Populačná dynamika je zmena v počte jedincov v nej. Veľkosť populácie je určená jej hustotou - počtom jedincov na jednotku plochy. Zmeny v počtoch závisia od migrácie a emigrácie jedincov, ich úmrtia v dôsledku epidémií, či vplyvu iných faktorov prostredia.

PRÍKLADY ÚLOH Časť A

A1. Vzniká biogeocenóza

1) rastliny a zvieratá

2) zvieratá a baktérie

3) rastliny, zvieratá, baktérie

4) územie a organizmy

A2. Spotrebitelia organickej hmoty v lesnej biogeocenóze sú

1) smreky a brezy 3) zajace a veveričky

2) huby a červy 4) baktérie a vírusy

A3. Výrobcovia v jazere sú

1) ľalie 3) raky

2) pulce 4) ryby

A4. Proces samoregulácie v biogeocenóze ovplyvňuje

1) pomer pohlaví v populáciách rôznych druhov

2) počet mutácií, ktoré sa vyskytujú v populáciách

3) pomer predátor-korisť

4) vnútrodruhová súťaž

A5. Jednou z podmienok udržateľnosti ekosystému môže byť

1) jej schopnosť zmeniť sa

2) rozmanitosť druhov

3) kolísanie počtu druhov

4) stabilita genofondu v populáciách

A6. Reduktory sú

1) huby 3) machy

2) lišajníky 4) paprade

A7. Ak celková hmotnosť prijatá spotrebiteľom 2. rádu je 10 kg, aká bola celková hmotnosť výrobcov, ktorí sa stali zdrojom potravy pre tohto spotrebiteľa?

1) 1000 kg 3) 10000 kg

2) 500 kg 4) 100 kg

A8. Špecifikujte detritálny potravinový reťazec

1) mucha - pavúk - vrabec - baktérie

2) ďatelina - jastrab - čmeliak - myš

3) raž - sýkorka - mačka - baktérie

4) komár - vrabec - jastrab - červy

A9. Počiatočným zdrojom energie v biocenóze je energia

1) organické zlúčeniny

2) anorganické zlúčeniny

3) Slnko

4) chemosyntéza

1) zajace 3) drozdy poľné

2) včely 4) vlky

A11. V jednom ekosystéme môžete nájsť dub a

1) gopher 3) lark

2) diviak 4) nevädza modrá

A12. Napájacie siete sú:

1) vzťahy medzi rodičmi a potomkami

2) rodinné (genetické) väzby

3) metabolizmus v bunkách tela

4) spôsoby prenosu látok a energie v ekosystéme

A13. Ekologická pyramída čísel odráža:

1) pomer biomasy na každej trofickej úrovni

2) pomer hmotností jednotlivého organizmu na rôznych trofických úrovniach

3) štruktúra potravinového reťazca

4) rozmanitosť druhov na rôznych trofických úrovniach

A14. Podiel energie prenesený na ďalšiu trofickú úroveň je približne:

1) 10% 2) 30% 3) 50% 4) 100%

Časť B

V 1. Vyberte príklady (pravý stĺpec) pre každú formu interakcie medzi populáciami rôznych druhov (ľavý stĺpec).

Časť C

C1. Ako vysvetliť, že určitú biogeocenózu obývajú určité zvieratá?

Biogeocenóza je pomerne stabilná v čase a je schopná samoregulácie a sebavývoja v prípade jednosmerných zmien biotopu. Zmena biocenóz je tzv nástupníctvo . Sukcesia sa prejavuje objavením sa a vymiznutím druhov v určitom biotope. Príkladom sukcesie je zarastanie jazera, zmena jeho druhového zloženia. Nahradenie druhovej skladby ekologického spoločenstva je jedným zo základných znakov sukcesie. V priebehu sukcesie môžu byť jednoduché spoločenstvá nahradené spoločenstvami so zložitejšou stavbou a rôznorodým druhovým zložením.

Agroekosystémy, hlavné rozdiely od prírodných ekosystémov. Umelé biocenózy vytvorené ľuďmi zaoberajúcimi sa poľnohospodárstvom sa nazývajú agrocenózy . Zahŕňajú rovnaké zložky životného prostredia ako prirodzené biogeocenózy, majú vysokú produktivitu, ale nemajú schopnosť samoregulácie a stability, pretože závisia od ľudskej pozornosti voči nim. V agrocenóze (napríklad žitné pole) sa vytvárajú rovnaké potravinové reťazce ako v prirodzenom ekosystéme: producenti (raž a burina), konzumenti (hmyz, vtáky, hraboše, líšky) a rozkladači (baktérie, huby). Človek je nevyhnutným článkom v tomto potravinovom reťazci. Agrocenózy okrem slnečnej energie dostávajú ďalšiu energiu, ktorú človek vynaložil na výrobu hnojív, chemikálií proti burine, škodcom a chorobám, na zavlažovanie či odvodňovanie pôdy atď. Bez takéhoto dodatočného výdaja energie je dlhodobá existencia agrocenóz prakticky nemožná. V agrocenózach pôsobí najmä umelý výber, riadený človekom predovšetkým s cieľom maximalizovať úrodu poľnohospodárskych plodín. V agroekosystémoch sa výrazne znižuje druhová diverzita živých organizmov. Na poliach sa zvyčajne pestuje jeden alebo niekoľko druhov (variet) rastlín, čo vedie k výraznému vyčerpaniu druhovej skladby živočíchov, húb a baktérií. Agrocenózy tak majú v porovnaní s prírodnými biogeocenózami obmedzené druhové zloženie rastlín a živočíchov, nie sú schopné samoobnovy a samoregulácie, hrozí im smrť v dôsledku masového rozmnožovania škodcov alebo patogénov a na ich udržanie si vyžadujú neúnavnú ľudskú činnosť.

PRÍKLADY ČINNOSTÍ Časť A

A1. Najrýchlejšia cesta k postupnosti biogeocenózy môže viesť

1) šírenie infekcií v ňom

2) zvýšené množstvo zrážok

3) šírenie infekčných chorôb

4) ľudská ekonomická činnosť

A2. Obyčajne ako prví sa usadia na skalách

1) huby 3) bylinky

2) lišajníky 4) kríky

A3. Planktón je spoločenstvo organizmov:

1) sediaci

2) vznášanie sa vo vodnom stĺpci

3) sedavý spodok

4) rýchle plávajúce

A4. Nájsť nesprávne vyhlásenie.

Podmienka pre dlhodobú existenciu ekosystému:

1) schopnosť organizmov rozmnožovať sa

2) prílev energie zvonku

3) prítomnosť viac ako jedného druhu

4) neustála regulácia počtu druhov človekom

A5. Vlastnosť ekosystému, ktorá sa má zachovať pod vonkajšími vplyvmi, sa nazýva:

1) sebareprodukcia

2) samoregulácia

3) odolný

4) integrita

A6. Stabilita ekosystému sa zvýši, ak:

2) počet druhov rozkladačov klesá

3) narastá počet druhov rastlín, živočíchov, húb a baktérií

4) všetky rastliny zmiznú

A7. Najudržateľnejší ekosystém:

1) pšeničné pole

2) ovocný sad

3) step

4) kultúrna pastvina

A8. Hlavným dôvodom nestability ekosystémov:

1) nerovnováha obehu látok

2) sebarozvoj ekosystémov

3) trvalé zloženie komunity

4) fluktuácia populácie

A9. Upozornite na nesprávne tvrdenie. O zmene druhovej skladby stromov v lesnom ekosystéme rozhoduje:

1) environmentálne zmeny spôsobené členmi komunity

2) meniace sa klimatické podmienky

3) vývoj členov komunity

4) sezónne zmeny v prírode

A10. Počas dlhého vývoja a zmien ekosystému sa počet druhov živých organizmov v ňom zahrnutých,

1) postupne klesá

2) postupne rastie

3) zostáva rovnaký

4) Deje sa to rôznymi spôsobmi

A11. Nájdite nesprávne tvrdenie. Vo vyspelom ekosystéme

1) populácie druhov sa dobre reprodukujú a nie sú nahradené inými druhmi

2) druhové zloženie spoločenstva sa naďalej mení

3) komunita je dobre prispôsobená prostrediu

4) komunita má schopnosť samoregulácie

A12. Účelovo vytvorené ľudské spoločenstvo sa nazýva:

1) biocenóza

2) biogeocenóza

3) agrocenóza

4) biosféra

A13. Upozornite na nesprávne tvrdenie. Agrocenóza zanechaná človekom odumiera, pretože.

1) konkurencia medzi pestovanými rastlinami sa zintenzívňuje

2) pestované rastliny sú vytlačené burinou

3) nemôže existovať bez hnojív a starostlivosti

4) neobstojí v konkurencii s prírodnými biocenózami

A14. Nájdite nesprávne tvrdenie. Znaky charakterizujúce agrocenózy

1) väčšia rozmanitosť druhov, zložitejšia sieť vzťahov

2) získavanie dodatočnej energie spolu so solárnou energiou

3) neschopnosť dlhodobej samostatnej existencie

4) oslabenie samoregulačných procesov

Časť B

V 1. Vyberte príznaky agrocenózy

1) nepodporujú ich existenciu

2) pozostávajú z malého počtu druhov

3) zvýšiť úrodnosť pôdy

4) získať extra energiu

5) samoregulačné systémy

6) neexistuje prirodzený výber

V 2. Nájdite súlad medzi prírodnými a umelými ekosystémami a ich vlastnosťami.

VZ. Nájdite správnu postupnosť udalostí, keď vegetácia kolonizuje skaly:

1) kríky

2) šupinové lišajníky

3) machy a huňaté lišajníky

4) bylinné rastliny

Časť C

C1. Ako ovplyvní náhrada sobolia kunou biocenózu lesa?

Obeh hmoty a energie v ekosystémoch je dôsledkom životnej činnosti organizmov a je nevyhnutnou podmienkou ich existencie. Cykly nie sú uzavreté, takže sa v nich hromadia chemické prvky vonkajšie prostredie a v organizmoch.

Uhlík absorbované rastlinami počas fotosyntézy a uvoľňované organizmami počas dýchania. Akumuluje sa aj v životnom prostredí vo forme fosílií palív a v organizmoch vo forme zásob organických látok.

Dusík sa mení na amónne soli a dusičnany v dôsledku činnosti baktérií viažucich dusík a nitrifikačných baktérií. Potom, po použití zlúčenín dusíka organizmami a denitrifikácii pomocou rozkladačov, sa dusík vracia späť do atmosféry.

Síra sa nachádza vo forme sulfidov a voľnej síry v morských sedimentárnych horninách a pôde. V dôsledku oxidácie sírnymi baktériami sa mení na sírany a je súčasťou rastlinných tkanív a potom je spolu so zvyškami ich organických zlúčenín vystavený anaeróbnym rozkladom. Sírovodík vznikajúci v dôsledku ich činnosti je opäť oxidovaný sírnymi baktériami.

Fosfor nachádza sa v zložení horninových fosfátov, v sladkých vodách a oceánskych sedimentoch, v pôdach. V dôsledku erózie sa fosforečnany vyplavujú a v kyslom prostredí sa stávajú rozpustnými za vzniku kyseliny fosforečnej, ktorú rastliny absorbujú. V živočíšnych tkanivách je fosfor súčasťou nukleových kyselín a kostí. V dôsledku rozkladu zvyškov organických zlúčenín rozkladačmi sa opäť vracia do pôdy a potom do rastlín.

Existujú dve definície biosféry.

Prvá definícia. Biosféra je obývaná časť geologického obalu Zeme.

Druhá definícia. Biosféra- ide o časť geologického obalu Zeme, ktorej vlastnosti určuje činnosť živých organizmov.

Druhá definícia pokrýva širšiu oblasť: koniec koncov, atmosférický kyslík vytvorený ako výsledok fotosyntézy je distribuovaný v celej atmosfére a je prítomný tam, kde nie sú žiadne živé organizmy. Biosféra v prvom zmysle pozostáva z litosféra, hydrosféra a spodná atmosféra – troposféra. Hranice biosféry sú ohraničené ozónovou clonou, ktorá sa nachádza vo výške 20 km, a spodnou hranicou, ktorá sa nachádza v hĺbke asi 4 km.

Biosféra v druhom zmysle zahŕňa celú atmosféru. Doktrínu biosféry a jej funkcií vypracoval akademik V.I. Vernadského. Biosféra- ide o oblasť distribúcie života na Zemi vrátane živej hmoty (látka, ktorá je súčasťou živých organizmov), bioinertnej hmoty, t.j. látka, ktorá nie je súčasťou živých organizmov, ale vzniká ich činnosťou (pôda, prírodné vody, vzduch), inertná látka, ktorá vzniká bez účasti živých organizmov.

Živá hmota, ktorá tvorí menej ako 0,001 % hmotnosti biosféry, je najaktívnejšou časťou biosféry. V biosfére prebieha neustála migrácia látok biogénneho aj abiogénneho pôvodu, v ktorej hlavnú úlohu zohrávajú živé organizmy. Obeh látok určuje stabilitu biosféry.

Hlavným zdrojom energie pre udržanie života v biosfére je Slnko. Jeho energia sa premieňa na energiu organických zlúčenín v dôsledku fotosyntetických procesov prebiehajúcich vo fototrofných organizmoch. Energia sa akumuluje v chemických väzbách organických zlúčenín, ktoré slúžia ako potrava bylinožravým a mäsožravým živočíchom. organickej hmoty potrava sa v procese metabolizmu rozkladá a vylučuje z tela. Izolované alebo mŕtve zvyšky rozkladajú baktérie, huby a niektoré ďalšie organizmy. Výsledné chemické zlúčeniny a prvky sa podieľajú na obehu látok. Biosféra potrebuje neustály prílev vonkajšej energie, pretože Všetka chemická energia sa premieňa na teplo.

Funkcie biosféry. Plyn– uvoľňovanie a absorpcia kyslíka a oxidu uhličitého, redukcia dusíka. koncentrácie- akumulácia organizmov chemických prvkov rozptýlených vo vonkajšom prostredí. Oxidatívne - zotavenie– oxidácia a redukcia látok pri fotosyntéze a energetickom metabolizme. Biochemické- realizovaný v procese metabolizmu. energie- spojené s využívaním a premenou energie.

Výsledkom je, že biologická a geologická evolúcia prebieha súčasne a spolu úzko súvisia. Geochemická evolúcia prebieha pod vplyvom biologickej evolúcie.

Hmotnosť všetkej živej hmoty biosféry je jej biomasa, ktorá je približne 2,4? 10 12 t.

Organizmy obývajúce súš tvoria 99,87% celkovej biomasy, oceánska biomasa - 0,13%. Množstvo biomasy stúpa od pólov k rovníku. Biomasa (B) sa vyznačuje:

- jej produktivita - prírastok látky na jednotku plochy (P);

– rýchlosť reprodukcie – pomer produkcie k biomase za jednotku času (P/B).

Najproduktívnejšie sú tropické a subtropické lesy.

Časť biosféry, ktorá je ovplyvnená energická aktivitačloveka sa nazýva noosféra – sféra ľudskej mysle. Termín označuje primeraný vplyv človeka na biosféru v modernej dobe vedecko-technického pokroku. Najčastejšie je však tento vplyv škodlivý pre biosféru, ktorá je zasa škodlivá pre ľudstvo.

PRÍKLADY ČINNOSTÍ Časť A

A1. Hlavné črty biosféry:

1) prítomnosť živých organizmov v ňom

2) prítomnosť neživých zložiek spracovaných živými organizmami

3) obeh látok riadený živými organizmami

4) viazanie slnečnej energie živými organizmami

A2. V procese obehu sa vytvorili ložiská ropy, uhlia, rašeliny:

1) kyslík

2) uhlík

3) dusík

4) vodík

A3. Nájdite nesprávne tvrdenie. Nenahraditeľné prírodné zdroje vznikajúce počas kolobehu uhlíka v biosfére:

1) olej

2) horľavý plyn

3) čierne uhlie

4) rašelina a drevo

A4. V cykle sa zúčastňujú baktérie, ktoré rozkladajú močovinu na amónne a oxid uhličitý ióny

1) kyslík a vodík

2) dusík a uhlík

3) fosfor a síra

4) kyslík a uhlík

A5. Kolobeh hmoty je založený na procesoch ako napr

1) usadzovanie druhov 3) fotosyntéza a dýchanie

2) mutácie 4) prirodzený výber

A6. Do cyklu sú zahrnuté uzlové baktérie

1) fosfor 3) uhlík

2) dusík 4) kyslík

A7. Slnečná energia sa zachytáva

1) výrobcovia

2) spotrebitelia prvého rádu

3) spotrebitelia druhého rádu

4) rozkladače

A8. Posilnenie skleníkového efektu podľa vedcov najviac uľahčuje:

1) oxid uhličitý 3) oxid dusičitý

2) propán 4) ozón

A9. Ozón, ktorý tvorí ozónový štít, sa tvorí v:

1) hydrosféra

2) atmosféra

3) v zemskej kôre

4) v plášti Zeme

A10. Najväčší počet druhov sa nachádza v ekosystémoch:

1) stále zelené lesy mierneho pásma

2) tropické dažďové pralesy

3) listnaté lesy mierneho pásma

4) tajga

A11. Najnebezpečnejšia príčina chudoby biodiverzitu- najdôležitejší faktor stability biosféry - je

1) priame vyhladzovanie

2) chemické znečistenie životného prostredia

3) fyzické znečistenie životného prostredia

4) ničenie biotopov

Časť C

C1. Akú úlohu zohrávajú živočíchy pri udržiavaní kvality vody v nádržiach?

C2. Pomenujte možné spôsoby získavania energie baktériami a stručne odhaľte ich biologický význam.

C3. Prečo je druhová diverzita znakom odolnosti ekosystému

C4. Je potrebné regulovať pôrodnosť obyvateľstva?