С точки зрения экологии популяция не простая сумма особей

Что такое популяция с точки зрения биологии? Ученые дают такое определение: это определенное количество особей, проживающих на одной территории, имеющих генетическую общность и способность к воспроизведению.

Опытным путем было доказано, что благополучие вида зависит от того, насколько успешно происходит процесс размножения и освоения новых территорий. Это входит в статические и динамические характеристики популяции. Первые — говорят о том, как обособленная часть особей одного вида может себя воспроизвести. Вторые — о том, насколько популяция способна занимать все большие территории, а ее представители — приспосабливаться к изменениям среды.

Что такое популяция человека как биологического вида? Это очень интересный вопрос. Человечество занимает большую часть поверхности планеты. Homo Sapiens относится к тем видам, которые самым активным образом изменяют окружающую среду в процессе своей жизнедеятельности. Сама человеческая популяция растет довольно быстрыми темпами. И есть опасение, что природа начнет контролировать наше размножение. У нее есть множество способов повлиять на численность. Это ограничение пищевых ресурсов, пресной воды, инфекционные болезни, способные вызвать серьезные эпидемии. Это, так сказать, естественные способы. Кроме этого, есть еще факторы, влияющие на эмоциональное и психическое состояние: усиление агрессии и борьба за ресурсы.

Тема № 3 ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ

Понятие о популяции в экологии

Возрастная и пространственная структура популяций

Понятие о популяции в экологии

Любой вид животного, растения, микроорганизма утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям не как простая сумма особей, а в форме своеобразных группировок организмов, представляющих единое функциональное целое — популяцию (от лат. populus — народ, население).

Каждый вид занимает тот или иной ареал, в различных частях которого наблюдаются разные условия, и чем больше ареал, тем существеннее эти различия. Часто группировки особей, располагающиеся в разных частях ареала вида, настолько изолированы друг от друга, что не могут вступать в контакты и не скрещиваются. Количество группировок зависит от численности и исторического (филогенетического) возраста вида, размеров ареала и от других причин. Группировки особей с общим генофондом, сходной морфологией, единым жизненным циклом и представляют собой популяции.

По С. С. Шварцу, популяция — эго элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды. Это свидетельствует о том, что приспособительные возможности популяции гораздо выше, чем у слагающих ее индивидов.

Популяция — это совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. В современной экологии популяция рассматривается как элементарная единица процесса микроэволюции, которая способна реагировать на изменения среды перестройкой своего генофонда.

Поскольку все виды живых организмов представлены в природе конкретными популяциями, понятие «популяция» является одним из центральных в биологии, а генетические, экологические, эволюционные подходы к изучению популяций объединяются в особое направление — популяционную биологию.

Таким образом, вид — это сложная биологическая система, состоящая из группировок организмов — популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения. Такие внутривидовые группировки являются генетической единицей вида, а изменения их обусловливают эволюцию данного вида, т. е. популяции служат элементарными эволюционирующими структурами. Следовательно, популяция как группа совместно обитающих особей одного вида выступает первой надорганизменной биологической макросистемой.

Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функцией. Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве. Функции популяции тождественны функциям других биологических систем. Популяциям свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е. популяция обладает конкретными генетическими и экологическими характеристиками.

Широкое распространение в экологии получила концепция иерархии популяций в зависимости от размеров занимаемой ими территории. Н. П. Наумов, например, различает элементарную, экологическую и географическую популяции :

— элементарная (локальная) популяция — это совокупность особей вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади. Количество элементарных популяций, на которые распадается вид, зависит от разнородности условий в биогеоценозе: чем они однообразнее, тем меньше элементарных популяций, и наоборот.

Нередко смешение особей элементарных популяций, происходящее в природе, стирает границы между ними.

— экологическая популяция формируется как совокупность элементарных популяций. В основном это внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биогеоценозам. Например, белка (Sciurus vulgaris) заселяет различные типы леса. Поэтому могут быть четко выделены «сосновые», «елово-пихтовые» и другие экологические популяции ее. Они слабо изолированы друг от друга, и обмен генетической информацией между ними происходит довольно часто, но реже, чем между элементарными популяциями.

— географические популяции слагаются из экологических и охватывают группу особей, заселяющих территорию с географически однородными условиями существования. Географические популяции довольно основательно разграничены и относительно изолированы. Они различаются плодовитостью, размерами особей, рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей. Примером могут служить популяции белки в заенисейской тайге и смешанных лесах Беларуси, степная и тундровая популяции узкочерепной полевки (Microtus gregalis).

Если под влиянием ряда факторов географическая популяция приобретает устойчивые особенности, отчетливо выделяющие ее из соседних, такая популяция называется географической расой или подвидом. В целом такие понятия, как географическая популяция, географическая раса, подвид, часто рассматриваются как синонимы. Например, вид «белка обыкновенная» насчитывает более 20 географических популяций, или рас, или подвидов.

В природе границы и размеры популяций определяются особенностями не только заселяемой территории, но и главным образом свойствами самой популяции. В основе всегда лежит степень ее генетического и экологического единства. Как показывает Н. П. Наумов, раздробление вида на множество мелких территориальных группировок является процессом приспособления к огромному разнообразию местных условий. Это увеличивает генетическое многообразие вида и обогащает его генофонд.

Основными характеристиками популяции являются: плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и тип роста.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся единицу площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, а тем более различных видов, очень колеблется и зависит от степени подвижности особей. Так, одна популяция ящерицы прыткой занимает от 0,1 до нескольких гектаров; северного оленя — более 100 км 2 . Каждому виду присуща определенная оптимальная плотность популяции, отклонение от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.

Численностьили число особей в популяции различна у разных видов но она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Численность популяций может резко меняться по сезонам и годам. У видов животных и растений с большой продолжительностью жизни и относительно малой плодовитостью численность популяций более устойчивая. Колебания численности относительно оптимального уровня носят разный характер. Они могут б плавными, циклическими и резкими, нерегулярными. При этом быстрое возрастание численности начинается обычно под действием модифицирующих факторов, не зависящих от плотности популяции, и чаще в благоприятных погодных условий, которые действуют на популяцию прямо и косвенно. Различают межвидовые и внутривидовые механизмы регуляции численности. К первым относят паразитов, хищников и болезни, ко вторым — взаимодействия особей внутри популяции. В простейшем виде это разнообразные формы внутривидовой конкуренции, связанные с прямым и косвенным отрицательным воздействием особей друг на друга. Полагают, что при численности популяции меньше нескольких сотен особей случайные причины (пожар, наводнение, изменение погоды) могут сократить ее настолько, что рождаемость перестанет перекрывать убыль и на протяжении нескольких поколений оставшиеся особи вымрут.

Рождаемость популяции определяется прежде всего эволюционным положением вида, его биологией. Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Кроме того, рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок, обеспеченности кормом, влияния погодных условий.

Смертность популяции— это количество особей, погибших за определенный период. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда бывает выше, чем у взрослых особей. Однако встречаются и такие виды, у которых смертность приблизительно одинакова во всех возрастах или преобладает у особей старших возрастов. Факторы смертности очень разнообразны. Смертность может быть вызвана влиянием физических условий низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная и недостаточная влажность и др.), биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания и т. д.), антропогенными факторами загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, вырубка деревьев и др.).

Возрастной состав популяции имеет большое значение для ее существования и процветания. При благоприятных условиях в популяции наличествуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав. В быстро растущих популяциях доминируют интенсивно размножающиеся молодые особи, а в сокращающихся — старые, уже неспособные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы. Возрастной состав популяции зависит от продолжительности жизни особей, периода достижения ими половой зрелости, числа генераций.

Популяция состоит из разных по полу и возрасту особей. Соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяциях различно и за висит от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, интенсивности размножения.

Динамика численности и плотности популяций находится в тесной зависимости от плодовитости и смертности, а также от способности слагающих их особей совершать миграции.

В живых организмах заложена огромная возможность к размножению. Скорость увеличения численности особей популяции при отсутствии лимитирующих факторов обозначается как условный показатель — биотический потенциал. Он устанавливается теоретически как возможная средняя величина рождаемости или скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически) особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным споем. Для слонов эта скорость составляет 0,3 м/с, а для некоторых микроорганизмов — сотни метров в секунду. Подсчитано, что бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов дает потомство, которое может покрыть сплошным слоем всю нашу планету. Один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. В действительности же такая громадная плодовитость организмов никогда не реализуется. Истинная плодовитость значительно ниже потенциальной. Это наглядно прослеживается на примере капустной белянки. В результате гибели яиц, гусениц и куколок по разным причинам (болезни, паразиты, хищники и др.) на свет появляется лишь 0,32% взрослых бабочек от числа отложенных яиц.

Средняя величина плодовитости каждого вида определилась исторически как приспособление, обеспечивающее пополнение убыли популяций. Поэтому естественно, что у менее приспособленных к неблагоприятным условиям видов высокая смертность в молодом (личиночном) возрасте компенсируется значительной плодовитостью. Это особенно типично для организмов, подвергающихся интенсивной неизбирательной элиминации. Например, среди насекомых самая высокая плодовитость у растительноядных форм, а наиболее низкая — у паразитов и хищников.

В благоприятных условиях плодовитость обычно низкая. Этим объясняется более высокая плодовитость животных в зонах умеренного климата по сравнению с тропическими видами. Кроме того, характер плодовитости зависит от скорости полового созревания, числа генераций в течение сезона, от соотношения в популяции самцов и самок. Если вид размножается с большой скоростью и чутко реагирует на изменения условий среды, то численность популяций его быстро и существенно изменяется. Примером могут служить многие насекомые и мышевидные грызуны.

Различают абсолютную и удельную рождаемость. Первая характеризуется общим числом родившихся особей. Например, если в популяции северных оленей, насчитывающей 16 тыс. голов, за год появилось 2 тыс. оленят, то это число и выражает абсолютную рождаемость. Удельную рождаемость вычисляют как среднее изменение численности на особь за определенный интервал времени, и в данном случае она составит 0,125, т.е. один новорожденный на восемь членов популяции за год.

Величина рождаемости зависит от многих причин. Большое значение имеет доля особей, способных в данный период к размножению, что определяется соотношением полов и возрастных групп. Важна также частота последовательности генераций.

Для величины рождаемости имеет значение также соотношение периода размножения и общей продолжительности жизни. Этот период для самок дрозофил составляет около 65%, для стадной саранчи шистоцерки — 15%, а для поденок — всего от 0,5 до 1% длительности их существования. Большую роль играет плодовитость особей. Однако размножаемость популяции, как правило, не бывает прямо пропорциональна плодовитости. Плодовитость сильно зависит от степени развития заботы о потомстве или обеспеченности яиц питательными материалами.

У видов, оберегающих и выкармливающих свой молодняк, плодовитость резко понижена. Размер кладки у птиц разных видов варьирует уже не в тысячи раз, как у рыб, а в пределах от одного яйца (у некоторых хищников, пингвинов, и др.) до 20—25 (максимальное количество яиц у куриных, например, у серой куропатки).

Большая плодовитость вырабатывается у видов также в условиях более высокой смертности, особенно при сильном давлении со стороны хищников. Отбор на более высокую плодовитость — одни из приспособлений, компенсирующих большую норму гибели популяциях. Поэтому при высокой плодовитости общая размножаемость популяции может быть весьма низкой. В различных популяциях одного вида плодовитость обычно тем выше, чем более неблагоприятны занимаемые ими места обитания. Так, у многих млекопитающих — зайцев, мышей, полевок — число детенышей в помете на границах ареала больше, чем в его центре.

Численность и плотность популяции зависят также от ее смертности. Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период. — Она, как и плодовитость, изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции и выражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда выше, чем у взрослых особей. У многих рыб до взрослой фазы доживает 1—2% от числа выметанной икры, у насекомых — 0,3—0,5% от отложенных яиц.

Различают три типа смертности. К первому относится смертность, одинаковая во всех возрастах. Она выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессией).

Такая смертность встречается очень редко и только у популяций, постоянно находящихся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития и свойствен большинству растений и животных. Максимальная гибель многих растений происходит в стадии прорастания семян и всходов, а животных — в личиночной фазе или в молодом возрасте.

Третий тип смертности характеризуется повышенной гибелью взрослых, главным образом старых особей. Наблюдается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине или в других местах с благоприятными условиями, а также у проходных рыб, которые нерестуют один раз в жизни.

Обычно смертность представляется графически. Широкое распространение получило построение «кривых выживания». Они выражают зависимость числа выживших из 100 или 1000 особей от их возраста. Соответственно трем типам смертности было получено три типа кривых (рис. 29).

На основании данных, получаемых при исследовании закономерностей плодовитости и смертности популяций, появляется возможность математического моделирования динамики популяций, что имеет огромное теоретическое и практическое значение.

Например, если учитывать, что лишь немногие организмы в течение жизни реализуют свой репродуктивный материал (потенциальные возможности размножения), практический интерес представляет определение так называемой чистой скорости размножения r. Под r подразумевается среднее число потомков, производимых одной особью данного вида за всю жизнь. Если обозначить через х возраст особи, через l_Х — выживаемость, т. е. долю особей, доживших до возраста х, через т_х — плодовитость, т. е. число потомков, произведенное особью в возрасте х, то произведение l_хт_х дает ожидаемое число потомков. Суммируя это произведение по всем возрастам от 0 до ∞ при дискретной градации возрастных классов для rq, получим

а при непрерывной градации классов,

В реальном случае вместо нижнего предела интегрирования следует брать а — возраст первого размножения, а вместо верхнего предела со — возраст последнего размножения. Тогда второе выражение приобретает следующий вид:

При этом важно иметь в виду, что для любого возраста, в котором не происходит размножение, произведение 1_хт_х равно 0.

На динамику численности популяции большое влияние оказывают миграции отдельных особей, т. е. обмен индивидуумов популяций. Это происходит при переселении их из одного местообитания в другое. Вместе с плодовитостью и смертностью миграции определяют характер роста популяции и ее плотность. В основном миграции совершаются при подрастании молодняка и его расселении. Наиболее интенсивно расселение происходит при несбалансированных рождаемости и смертности. В результате миграций устраняется избыток особей в одной популяции и компенсируется недостаток в другой, в которой по каким-то причинам смертность превышает рождаемость. В разных популяциях рождаемость, смертность и миграции различаются. Это приводит к сезонным и многолетним колебаниям численности популяции. Они специфичны для каждого вида и зависят от множества причин, обусловливающих особенности плодовитости, смертности и подвижности особей.

Популяция регулирует свою численность и приспосабливается к изменяющимся условиям среды путем обновления и замещения особей. Особи появляются в популяции благодаря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смерти и эмиграции. При сбалансированной интенсивности рождаемости и смертности формируется стабильная популяция. В такой популяции смертность компенсируется приростом и численность ее, а также ареал удерживаются на одном уровне. Однако любая популяция наделена как статическими, так и динамическими свойствами и ее плотность постоянно изменяется. Но при более или менее стабильных внешних условиях и состоянии самой популяции колебания эти происходят около какой-то средней величины. В результате популяции не сокращают и не увеличивают численности, не расширяют и не сужают своего ареала. В таком случае они должны в каждом поколениивоспроизводить по паре особей от каждой пары. Если это действительно наблюдается, можно говорить о стабильной популяции. Фактически же в природе не известно ни одной популяции, которая сохранялась бы неизменной хотя бы на протяжении короткого промежутка времени.

Чаще отмечается превышение рождаемости над смертностью, и численность популяции растет вплоть до такой степени, что может наступить вспышка массового размножения. Это особенно характерно для мелких животных. Подобные популяции будут растущими. Примером может служить интенсивное размножение и распространение ондатры (Ondatra zibetica) в Европе, начавшееся в 1905 г. в окрестностях Праги, когда там было выпущено 5 особей. Увеличение численности популяции характерно для колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata), быстро расселившегося из Франции до Украины, Беларуси и даже до Смоленской и Псковской областей. За последние десятилетия наметился рост популяции канареечного вьюрка (Serinus canaria), зеленой пеночки (Phylloscopus trochiloides), чайки обыкновенной, зайца-русака и некоторых других видов, продвигающихся на северо-восток европейской части. В прудах Подмосковья отмечается столь значительный рост численности ротана (Perccottus glehni), попавшего сюда случайно, что он вытесняет остальных рыб.

Аналогичные примеры растущих популяций известны и для растений. Таковы аистник (Erodium) и горчица (Brassica), завезенные в Калифорнию, а также элодея, появившаяся в 1836 г. в Ирландии и уже в 1885 г. проникшая в бассейн Оки.

Однако при чрезмерном развитии популяции ухудшаются условия существования, что вызывается ее переуплотнением. Это приводит к резкому возрастанию смертности, и в результате численность популяции начинает сокращаться. Так произошло со всеми популяциями элодеи в названных водоемах, ондатры в Беларуси и на Украине, домового воробья (Passer domesticus) в умеренной зоне. Если смертность превышает рождаемость, популяция становится сокращающейся.

Хорошо известны случаи резкого сокращения численности популяций промысловых видов животных, усиленно уничтожаемых человеком (соболь — Martes zibellina, бобр — Castor fiber, выхухоль — Desmana moschata, зубр — Bison bonasus и др.). Распашка степей привела к сокращению численности и ареалов популяций стрепета (Otis tetrax) и дрофы (О. tarda). Реликтовая фауна — также пример сокращающихся в связи с изменением среды популяций. В настоящее время таких популяций довольно мапо и они немногочисленны. Это популяции султанской курицы (Parphirio palyocephalus), кулана (Equus hemionus), окапи (Okapia johnstoni), растений гинкго (Ginkgo biloba) и индийского лотоса (Nelumba nucibera).

Однако сокращаться безгранично популяция также не может. При определенном уровне численности интенсивность смертности начинает падать, а плодовитости — повышаться. В итоге сокращающаяся популяция, достигнув какой-то минимальной численности, превращается в свою противоположность — в растущую популяцию. Рождаемость в такой популяции постепенно растет и в определенный момент выравнивается со смертностью, т. е. популяция на короткий промежуток времени становится стабильной, а затем растущей.

Обычно различают два типа роста популяции: экспоненциальный (логарифмический) и логистический. Экспоненциальный рост описывается уравнением

где Nf — численность популяции в момент времени t; N — численность популяции в начальный момент t; е — основание натуральных логарифмов (2,7182); r — показатель темпов размножения. Это уравнение выражает биотический потенциал.

Для того чтобы экспоненциальный рост численности продолжался в течение некоторого времени, необходимо, чтобы значение г было постоянным. Поэтому экспоненциальный рост возможен только в стабильных условиях при отсутствии ограничивающих факторов и в природе либо не происходит вообще, либо происходит в течение очень непродолжительного времени.

Математические формулы экспоненциального роста были приведены А. Лоткой в 1920-х гг., но были известны задолго до этого. В частности, способность популяции расти по экспоненциальному закону явилась одной из основных предпосылок теории естественного отбора. В настоящее время уравнения, описывающие экспоненциальный рост, используются в экологии прежде всего для выяснения потенциальных возможностей популяций к росту.

В связи с тем что рост популяции по экспоненциальному закону продолжается очень короткое время и по мере увеличения численности скорость ее роста снижается, часто описание этого процесса выражается уравнением логистического роста. В основе логистического уравнения заложено предположение, что снижение скорости удельного роста

По мере возрастания численности N эта скорость при достижении предельной для данной среды численности К становится равной 0. Следовательно, если N=K, то г_а=0. Логистическоеуравнение нагляднее всего записывается в дифференциальной форме

где r_max — константа экспоненциального роста, который мог бы наблюдаться при N=Q, т. е. в начальный момент увеличения численности.

В связи с тем что такой рост популяций наблюдается очень часто, логистическое уравнение, которое описывает его, позволяет судить об общих закономерностях этого процесса. Константы r и К из логистического уравнения дали название двум типам естественного отбора.

Периодические и непериодические колебания численности популяций под влиянием абиотических и биотических факторов среды, свойственные всем видовым популяциям, называются популяционными волнами.

Олимпиада по экологии с ответами школьный уровень (10-11 класс)

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ЭКОЛОГИИ

Выберите правильное из представленных ниже утверждений

(ответ «да» или ответ «нет»)

Аутэкология изучает естественные группировки особей одного вида.

В лесных массивах, как правило, благодаря растительности повышается влажность воздуха, ослабевают температурные колебания, гасятся движения воздуха.

Между живыми организмами в биоценозе существуют не только трофические, но и топические связи.

Организм-паразит зависит от организма-хозяина, но не влияет на него.

Реакцию организмов на чередование и продолжительность холодных и теплых периодов года называется фотопериодизмом.

В состоянии анабиоза некоторые организмы могут переносить крайне неблагоприятные условия, в частности, глубокое промерзание при -180 О С.

С точки зрения экологии, популяция – не простая сумма особей, а единое функциональное целое.

Распашка степей привела к сокращению численности и ареалов пушных зверьков соболя и выхухоли.

Популяции, особи которых быстро достигают половой зрелости, восстанавливают численность быстрее, чем популяции видов с более длительным периодом созревания.

Два вида, обитающие на одной территории , могут иметь одинаковую экологическую нишу.

Выберите один правильный ответ из четырёх возможных

11. Наиболее эффективно связывает и накапливает углерод атмосферы экосистема:

12. В Западной Сибири находится нетронутых болотных экосистем мира около:

13. Эврифот – это;

а) организм, питающийся многими пищевыми объектами или даже одновременно автотроф и гетеротроф;

б) прибор для измерения интенсивности световой фазы фотосинтеза;

в) организм, способный нормально развиваться и существовать в очень разных условиях светового режима;

г) вид с широким географическим ареалом, предпочитающим хорошо освещенные ландшафты.

14. Принцип экологического соответствия гласит:

а) способность вида к воспроизводству особей не беспредельна и ограничивается тем фактором, который сильнее всего отклоняется от оптимума;

б) факторы окружающей среды действуют на организмы не каждый по отдельности, а происходит их взаимодействие и компенсация;

в) форма существования организма всегда взаимосвязана с условиями его жизни;

г) реакция организма не носит приспособительный характер по отношению к факторам среды.

15. Численность насекомых-фитофагов зависит от температуры, а также наличия поедаемых ими растений. При анализе данного высказывания с экологической точки зрения можно выделить:

а) один абиотический фактор, один биотический фактор;

б) один абиотический фактор, два биотических фактора;

в) два абиотических фактора, один биотический фактор;

г) два абиотических фактора, два биотических фактора.

16. В 1987 г. немецкий зоолог К. Мебиус, изучая устричные банки, пришел к выводу, что каждая из них представляет собой сообщество живых существ, все члены которого находятся в тесной взаимосвязи. Данное наблюдение послужило основанием для формулировки К. Мебиусом термина:

17. Пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов, называется:

18. Биогеоценозы, формирующиеся в районах, где за год выпадает менее 250 мм осадков, – это:

б) эстуарии и морские побережья;

в) тропические леса.

19. Термин «экосистема» был предложен в 1935 г.:

б) В. Н. Сукачевым;

в) В. И. Вернадским;

г) Н. Н. Моисеевым.

20. Производят органические соединения из неорганических:

а) зеленые растения;

б) растительноядные животные;

в) плотоядные животные;

21. Консументов второго порядка можно назвать также:

22. Разлагают органические соединения до неорганических

23. Верное соотношение численности растений и животных выглядит следующим образом:

а) в биосфере число видов растений больше, а биомасса меньше, чем животных,

б) в биосфере число видов и биомасса растений и животных примерно равны;

в) в океане биомассы растений и животных примерно равны;

г) биомасса растений на суше больше, а в океане меньше, чем животных;

24. Рыбы, кальмары, ластоногие, киты относятся к группе:

25. Семена многих осок заключены в своеобразные мешочки с воздухом, что является приспособлением к распространению с помощью:

г) водных течений.

26. Значение экологического фактора, наиболее благоприятное для жизнедеятельности организма, называется:

27. Быстрый рост побегов, редукция листьев, придаточные почки, летучесть и пружинистость плодов характерны для растений, обитающих в условиях:

а) морских глубин;

б) равнинных рек и озер;

в) сыпучих песков;

г) хвойных лесов.

28. Периоды размножения, сроки миграции, линьки у животных в природе определяются в первую очередь:

а) календарными датами;

б) продолжительностью солнечных суток;

в) деятельностью человека;

г) световым режимом, длиной светового дня.

29. Гипотетически при отсутствии ограничивающих факторов, быстрее всего покрыло бы земную поверхность ровным слоем при беспрерывном размножении потомство пары:

в) капустных белянок;

30. Согласно расчетам индикатора, получившего название «экологический след», потребности человечества в настоящее время:

а) находятся в динамическом равновесии с возможностями планеты по самовосстановлению;

б) не превышают возможности планеты, но приближаются к пределам ее устойчивости;

в) превышают возможностей планеты и выходят за пределы ее устойчивости не менее чем на 20%;

г) не превышают возможности планеты и еще далеки от пределов ее устойчивости.

31. Экологическая патология как наука изучает:

а) медико-демографические показатели населения;

б) особенности развития и течения заболеваний на индивидуальном уровне в связи с воздействием факторов окружающей среды;

в) генетические и биологические факторы здоровья;

г) состояние здравоохранения и качество медицинской помощи.

32. Экогруппа – объединение из 6–8 человек (родственники, соседи, коллеги,
друзья). Участники встречаются раз в неделю, вместе рассматривают конкретные экологические проблемы и обсуждают варианты их решения, которые затем осуществляются на уровне домохозяйства, дома, офиса. Деятельность экогрупп реализует принцип социальной экологии:
а) «природа знает лучше»;
б) «после нас хоть потоп»;
в) «мир погубит непрофессионализм»;
г) «думать глобально – действовать локально».

33. За последние два–три века существенно увеличилась площадь:

34. Цветы на кухне лучше растут (при прочих равных условиях), если плита:
а) СВЧ;
б) газовая;
в) электрическая;
г) газовая с газовой колонкой.

35. В процессе сжигания мусора на свалке образуются супертоксичные:

а) карбонат кальция и сажа;

в) ионы тяжелых металлов;

36. Расположите этапы взаимоотношений человека и природы в исторической последовательности. Ответ запишите в виде числового ряда в порядке возрастания.

1. «Неолитическая революция»,

2. «Палеолитическая революция»,

3. «Промышленная революция»,

4. «Зеленая революция».

Выберите один правильный ответ из четырёх возможных и письменно обоснуйте, почему этот ответ Вы считаете правильным, также в чём заключается неполнота или ошибочность трёх других предложенных вариантов ответа

37. Принципы составления списков охраняемых видов требуют обоснования способов охраны исходя их эколого-биологических особенностей. Жук восковик-отшельник обитает в крупных малонарушенных массивах широколиственных лесов, в особенности – на разреженных участках и опушках. Личиночное развитие длится 3–4 года в трухлявой древесине и дуплах старых лиственных деревьев, преимущественно дуба. Окукливается в кормовом субстрате, в коконе из огрызков древесины, склеенных экскрементами. Взрослые насекомые питаются вытекающим древесным соком. Для сохранения этого вида в первую очередь необходимо:

а) проводить систематические санитарные рубки

б) организовать крупные лесные резерваты с запретом рубок

в) ограничить выпас скота, движение автотранспорта в лесных массивах

г) систематически удалять из леса старые, отмершие деревья

ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ЭКОЛОГИИ

Выберите правильное из представленных ниже утверждений

(ответ «да» или ответ «нет») Максимальный балл: 10 (по 1 баллу за верно выбранный ответ).

Выберите один правильный ответ из четырёх возможных . Максимальный балл: 25 (по 1 баллу за верно выбранный ответ).

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

Что такое популяция с точки зрения экологии Что понимается под термином «динамика популяции

Популяция — это исторически сложившаяся естественная совокупность особей данного вида, связанных между собой определенными взаимоотношениями и приспособлением к жизни в условиях определенного района. Впервые данный термин использовал В. Иоганзен в 1903 г. Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. Основным свойством популяции является ее непрерывное изменение, движение, динамика, это сильно влияет на структурно-функциональную организованность, продуктивность, биологическое разнообразие и устойчивость системы.[ . ]

Различают географические и экологические популяции.[ . ]

Географическая популяция — это группа особей одного вида, населяющих территории с однородными условиями существования.[ . ]

Обычно область географического распространения называют ареалом. Ареал популяции не остается постоянным во времени: он может смещаться, расширяться, уменьшаться. Изменения ареала определяются совокупностью внешних факторов, и лишь изредка — внутрипопуляционными факторами.[ . ]

Экологическая популяция — это группа особей одного вида, находящихся в таких условиях, где любые две особи могут свободно скреститься друг с другом. Экологическая популяция является подсистемой географической популяции. Каждая популяция имеет определенную структуру: возрастную, половую, пространственную. Каждая популяция имеет определенную численность и амплитуду колебаний этой численности.[ . ]

С точки зрения генетики главный критерий популяции — способность к свободному обмену генетической информацией.[ . ]

Динамика популяции — процессы изменения ее основных биологических показателей во времени. Особое значение при этом имеют изменения численности особей, биомассы и популяционной структуры.[ . ]

Данный тип динамики популяции графически изображается в идее экспоненты. При /-образной форме кривой роста плотность быстро увеличивается, но затем, когда начинает действовать лимитирующий фактор, рост популяции внезапно прекращается.[ . ]

Модель динамики численности популяции при ограниченных ресурсах предложили Р. Пирл и А. Ферхюльст. Она лежит в основе практически всех математических моделей конкуренции, хищничества, симбиоза. В природе данный тип роста популяции может иметь место, когда животные распространяются в новые районы. Рост плотности этих популяций описывается логистической кривой. При 5-образной кривой роста популяции вначале увеличение численности идет очень медленно, затем быстрее, но потом под влиянием факторов сопротивления среды рост популяции постепенно замедляется. Это замедление, обусловливаемое сопротивлением среды, становится все более выраженным и в конечном итоге достигает определенной величины. Затем начинает поддерживаться более или менее устойчивое равновесие. Форма 5-образной кривой обусловлена постепенным усилением действия неблагоприятных факторов по мере увеличения плотности популяции. Такой тип роста отличается от /-образного, при котором популяция начинает испытывать давление среды в конце роста.[ . ]

Еще одним примером динамики численности популяций являются циклические случаи вспышек массового размножения, вслед за которыми идет резкое сокращение.[ . ]

С точки зрения экологии популяция не простая сумма особей

ОПРОСНАЯ КАРТОЧКА

ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»

Задание №1. Решение экологических задач.

Задача 1. Известно, что на сфагновых болотах, несмотря на большое количество влаги, вода оказывается недоступной для многих растений. Объясните, с чем это связано.

Задача 2. Рассмотрим пищевую цепь: злаки – кузнечики – лягушки – змеи – орёл. Используя правило экологической пирамиды, постройте пирамиду биомасс, исходя из того, что за период развития орла его масса составила 5 кг.

Задача 3. Десятки миллионов тонн шлаков, которые даёт черная металлургия, идут в отвал и занимают тысячи гектаров земельных угодий, затраты на их вывоз исчисляются миллиардами рублей. Предложите возможные пути использования шлаков.

Задача 4. Подсчитано, что потомки одного полевого одуванчика менее чем за 10 лет могут заселить земной шар, если все семена будут прорастать. Почему же в действительности этого не наблюдается?

Задача 5. Ученые установили, что хвойные породы повреждаются промышленными газами сильнее лиственных. Объясните причину.

Задание №2. В каждом вопросе выберите один верный ответ.

1.Термин «экология» предложил:

2.Сложная природная система, образованная совместно живущими и связанными друг с другом видами, называется:

3.Общее число особей популяции или общая масса особей на определенной территории, — это:

1) индекс численности

2) обилие популяции

3) плотность популяции

4) экологическая пирамида

4.Заяц-беляк и заяц-русак, обитающие в одном лесу, составляют:

1) одну популяцию одного вида

2) две популяции одного вида

3) две популяции двух видов

4) одну популяцию двух видов

5.Самоизреживание у елей – это пример:

1) внутривидовой конкуренции

2) межвидовой конкуренции

4) старения популяции

6.Организм, в теле которого происходит размножение паразита, называется:

1) основным хозяином

2) промежуточным хозяином

7.Основную массу живого вещества биосферы составляют:

8.Из перечисленного ниже примером первичной сукцессии являются:

1) мхи – лишайники – травянистые растения

2) лишайники – травянистые растения – мхи

3) лишайники – мхи – травянистые растения

4) травянистые растения – мхи – лишайники

9.Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, относятся к:

10.Плодородие почвы определяется количеством:

1) минеральных веществ

3) живых организмов

11.Самым эффективным действием отдельного человека по улучшению экологических условий может быть:

1) повторное использование стеклотары

2) вегетарианское питание

3) езда на велосипеде вместо использования автотранспорта

4) активное участие в борьбе за принятие и выполнение законов по охране окружающей среды

12.Изначальным источником энергии в большинстве экосистем служит:

1) солнечный свет

2) солнечный свет и растительная пища

3) растительная и животная пища

4) солнечный свет и минеральные вещества

13.По мере увеличения плотности популяции рост её численности:

1) не изменяется

4) в одних случаях замедляется, в других – ускоряется.

14.Участок абиотической и биотической среды, соответствующий экологическим потребностям популяции какого-либо вида, — это:

4) экологическая ниша

15.Основным фактором, регулирующим сезонные циклы у большинства растений и животных, является изменение:

2) температуры и влажности

3) продолжительности дня и температуры

4) влажности, температуры и продолжительности дня.

Ответы:

Задача 1. Нормальное физиологическое функционирование корневой системы нарушается из-за высокой кислотности почвы, плохой её аэрации и наличия токсических веществ на сфагновых болотах.

Задача 2. Если грубо принять, что в биомассу тела животного переходит в среднем 10% съеденной им пищи (правило экологической пирамиды), то орёл для достижения массы в 5 кг должен съесть 50 кг змей, змеи должны съесть 500 кг лягушек, лягушки – 5000 кг кузнечиков, кузнечики – 50000 кг злаков.

Задача 3. Из шлаков можно получать металл и цемент, изготавливать строительные материалы и покрытия автомобильных дорог, щебень, пемзу, теплоизоляционные изделия, удобрения.

Задача 4. Размножение одуванчика ограничивается неблагоприятными условиями среды. Кроме того, одуванчик является кормом для растительноядных животных.

Задача 5. Хвойные деревья плохо переносят загазованность воздуха и копоть, так как хвоинки – многолетние. Следовательно, в них больше накапливается ядовитых веществ. Поэтому в крупных городах с развитой промышленностью хвойные деревья приживаются гораздо хуже лиственных.

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ САЙТ УЧИТЕЛЯ СТЕФУТИНОЙ И.В. 2015.

Тема №3 Экология популяций (Основы экологии)