Причины, нарушающие стабильность популяции.
1. Чрезмерная добыча.
2. Разрушение местообитания (туристы устраивают пожары, загрязняют реки).
3. Вселение нового вида. Новые виды могут вытеснить местные виды, разрушая их популяции.
4. Загрязнение среды. Больше всего от этого страдают обитатели водных экосистем.
2. Последствия вмешательства человека в экологическое равновесие.
Вмешательства человека в экологическое равновесие иногда вызывают самые серьёзные нарушения экосистем.
Вот несколько таких примеров:
1. Последствия исключения из экосистемы хищника. – В США, чтобы защитить оленей был организован массовый отстрел волков. Вскоре олени так размножились, что вытоптали все пастбища. Это привело к голоду и гибели животных. В результате поголовье оленей не увеличилось, а уменьшилось. Пришлось снова вселять волков.
2. Последствия включения в экосистему вида, для которого нет редуцента. В Австралию были завезены коровы, но те редуценты, которые обитали в Австралии, перерабатывали только навоз кенгуру. Это привело к сокращению полезных площадей пастбищ. Пришлось завести жуков-навозников.
3. Последствия включения в экосистему видов растений, в которых нет фитофагов. В Австралию был завезён кактус опунция. Он стал очень быстро размножаться и занял огромные территории. Пришлось завести бабочку кактусовую огнёвку.
4. Последствия влияния на экосистему нового (занесённого) паразита.
В Африку был завезён вирус «коровьей чумы». Начал вымирать сначала домашний, а затем дикий скот. Это привело к накоплению растительной массы в виде детрита, участились пожары, началась замена древесной растительности травами и кустарниками. Равновесие восстановилось только после того, как была разработана вакцина.
БИЛЕТ № 17
1. Экологические сукцессии. Сукцессии, обусловленные внутренними и внешними факторами.
Экологическая сукцессия – это постепенное изменение экосистемы под влиянием внутренних или внешних условий.
Под влиянием внутренних факторов (при наличии в почве семян или их доставке с соседних участков) зарастают обочины дорог, восстанавливаются естественные экосистемы, разрушенные человеком.
Пример сукцессии, вызываемой внутренними факторами, - зарастание скал. В результате жизнедеятельности организмов поверхность горной породы разрушается. По мере того как на поверхности скалы появляется слой мелких частиц, а затем и почва, изменяется состав растений и гетеротрофных организмов – бактерий, грибов, животных и увеличивается биологическая продуктивность. Вместо тонкой корочки накипных лишайников со временем появляются кустиковые лишайники и мхи, травы, а потом поселяются кустарники и даже деревья.
Самозарастание происходит не на всех отвалах пустой породы или золы. Если условия не благоприятны для роста растений, зарастанию отвала помогает человек. Он покрывает поверхность отвала слоем почвы толщиной в 10-20 см и высевает семена трав, кустарников и деревьев. Такие мероприятия называются рекультивацией.
Внешние факторы чаще всего связаны с деятельностью человека. Например:
В экосистемах озёр, если в них попадают удобрения с полей или органические вещества промышленных и бытовых стоков, протекает сукцессия. Процесс изменения продуктивности и состава водных экосистем под влиянием избыточного количества элементов питания называется эвтрофикацией. При этом исчезают водные растения, растущие только в чистой воде (горец земноводный, сальвиния плавающая), и разрастаются растения загрязнённых вод – роголистник, ряска.
Если действие внешних факторов, вызвавших сукцессию, прекращается, то обычно начинается процесс самовосстановления экосистемы – сукцессия, обусловленная внутренними факторами.
2. Как школьники могут участвовать в практической экологической деятельности.
Общественные движения, борющиеся за сохранение окружающей среды. Часто называют экологическими неправительственными организациями (сокращенно эко - НПО). Первыми эко - НПО в России были студенческие дружины охраны природы (ДОП.), которые появились в начале 60-х годов ХХ в. Дружинники (так называли себя члены ДОП.) занимались поддержание режима заказников и заповедников, борьбой с браконьерством и т.п. На сегодняшний день движение ДОП – это сеть студенческих дружин охраны природы, существующий более чем в 40 городах России. Школьники тоже могут принять участие в этих мероприятиях.
Ежегодная акция «Марш парков» не только приносит дополнительные средства для поддержания заповедников и национальных парков, но и привлекает всеобщее внимание к проблемам охраны природы. В этом мероприятии принимают участие школьники. Они выставляют свои рисунки, посвящённые теме охраны природы.
Школьники должны знать, что нельзя разорять убежища животных, норы, гнёзда и т.д.
Приходя в лес, нельзя рвать растения, которые занесены в красную книгу, например ландыши. В лесу туристы, покидая место стоянки, обязательно должны затушить костер, даже если от него остались лишь едва тлеющие головешки и угли. Если есть возможность, нужно залить его. Основная причина лесных пожаров – плохо погашенные костры.
БИЛЕТ № 18
1. Экологические факторы: классификация, лимитирующие факторы.
Экологические факторы делятся на абиотические – это факторы неживой природы (температура, влажность), биотические – это формы влияния живых организмов друг на друга, и антропогенные.
Биологическая продуктивность экосистемы – основа жизни биосферы и человека как её части. Продуктивность в большей мере зависит от того ресурса, которого недостаточно или который находится в избытке (например, переувлажнение почвы или высокая температура воздуха). Такой ресурс называется лимитирующим (т.е. ограничивающим) фактором. В условиях степной и особенно полупустынной зоны России (Прикаспийская низменность) урожай лимитируется количеством осадков, а в лесной зоне, где влаги достаточно, - содержанием в почве питательных элементов. В зоне тундры и в горных районах урожай лимитируется количеством тепла.
2. Общая характеристика агроэкосистемы. Почва – главный ресурс агроэкосистемы.
Сельскохозяйственные угодья или агроэкосистемы – это антропогенные (т.е. созданные человеком) экосистемы. Человек определяет его структуру и продуктивность: он распахивает часть земель и высевает сельскохозяйственные культуры, создает сенокосы и пастбища на месте лесов, разводит сельскохозяйственных животных.
Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии – солнце. Дополнительная (антропогенная) энергия не превышает 1% от солнечной энергии.
Агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты в агроэкосистеме – это культурные растения, травы сенокосов и пастбищ, деревья садов, лесопосадок и естественных лесов, входящих в её состав. Продуцентами являются и сорняки.
Консументы в агроэкосистеме – человек и сельскохозяйственные животные. К консументам также относятся вредители полевых культур (суслики, хомяки), паразиты (часто опасные для сельскохозяйственных животных), полезные насекомые – хищники и опылители, птицы, организмы - симбиотрофы (микоризные грибы и бактерии – азот - фиксаторы).
Редуценты в агроэкосистеме – в основном бактерии.
Главный ресурс агроэкосистемы – почва. Её плодородие зависит от запаса органического вещества – гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспечиваемости влагой, реакции почвенного раствора, содержания в нём ионов токсических солей.
Гумус – кладовая плодородия. Он образуется из остатков растений и животных. Его запас зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нём. Мощность гумусового слоя чернозёмных почв – 1 м, а содержание гумуса – 6-10%; мощность гумусового слоя лесных почв – 10-30 см, а содержание гумуса –2-4%.
Другая группа микроорганизмов высвобождает из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают макроэлементы (азот, фосфор, калий), которые требуются растениям в большом количестве, и микроэлементы (марганец, бор, медь, цинк и др.), которых растениям нужно немного. Все питательные элементы поглощаются из почвенного раствора корнями растений и выносятся из почвы с урожаем. Поэтому, если в почву не вносить удобрений (навоз, минеральные удобрения), то запасы элементов питания в нём иссякнут.
Структура почвы – это форма и размеры комочков, на которые она распадается. Лучшая структура – мелкокомковатая.
БИЛЕТ № 19
1. Изменение экосистемы во времени.
Жизнь и движение неразрывно связаны. Живое только потому и остаётся живым, что в нём ни на мгновение не останавливаются всевозможные процессы – на первый взгляд незаметные, но рано или поздно приводящие к видимым изменениям. Например, в течение секунд и минут происходит деление клеток микроорганизмов, идут процессы фотосинтеза, меняется микроклимат (температура, влажность, освещённость внутри экосистемы).
За часы может произойти гибель растений и животных в результате стихийных бедствий, перемещение копытных и хищников в поисках пищи и многое другое.
Несколько дней или недель часто бывает достаточно, чтобы мелкие грызуны после зимовки расплодились, увеличив свою численность в десятки и сотни раз, а затем предприняли массовые миграции. Подобное наблюдается, например, в тундре, где лемминги, способные быстро размножаться и давать за короткое северное лето несколько поколений, активно расселяются – переплывают широкие реки, заходят «живыми волнами» в посёлки и города.
Некоторым растениям (среди них много раннецветущих, обычно называемых «подснежниками») часто хватает одного месяца, чтобы появиться ранней весной, отцвести и дать семена или отложить запасы в подземных органах до следующей весны.