Виды часто занимают большой ареал в

• Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого распределены группами – популяциями • Популяция - совокупность особей одного вида, занимающая относительно однородное пространство, имеющих общий генофонд, общую морфологию, единый жизненный цикл

• Плотность популяции - число особей на единицу площади или объема • плотность влияет на функционирование всей экосистемы

• «И напала саранча на всю землю Египетскую, и легла по всей стране Египетской в великом множестве… Она покрыла лицо всей земли, так что земли не было видно, и поела всю траву земную и все плоды древесные. . . » (Исход. Гл. 10).

• резкое возрастание численности популяций: сезонная динамика, цикличность, нарушение равновесия между хищниками и жертвами в экосистеме

• Ключевые виды в биоценозе - могут кардинально влиять на другие организмы в экосистеме

• Во всех живых организмах заложена программа сверхвысокого размножения (планета может быть заселена потомками одного одуванчика за 10 лет или сплошным слоем бактерий за сутки) • Любое сообщество живых организмов основано на количественной регуляции одних видов другими

Понятие об экологической нише • популяция занимает определенное место в экосистеме • Совокупность всех факторов среды, в пределах которых популяции существуют - экологическая ниша

• Экологические ниши - специализированные и общие (мухи, тараканы, мыши, крысы). • чем более узко специализирована ниша, тем более уязвимее вид (малая панда - хищник, около 95% ее рациона составляют молодые побеги бамбука)

• Экологическая ниша не может быть пустой (если ниша пустеет в результате вымирания вида, она заполняется другим видом) • теория акклиматизации (переселении организмов в совершенно новые для них места)

• интродуцирование чужеродных видов - биологическое загрязнение (новые виды часто вытесняют аборигенные)

• в 1839 году в Австралию был завезен кактус-опунция. Скорость размножения: в 19 в. - 4 млн. га, в 1920 году – 24 млн. га. Гибли лучшие пастбища • в 1925 году из Аргентины и Уругвая завезли маленькую бабочку – кактусовую огневку, гусеница которой питается мякотью кактуса.

• В Бразилии объявлена война африканским улиткам, угрожающим сельскохозяйственные плантациям и здоровью людей, являясь переносчиками инфекций и менингита

Абиотические компоненты экосистемы • Климатический, гидрологический и почвенный факторы предопределяют разнообразие экосистем гора Южных Альпах, высочайшая (3754 м) точка Новой Зеландии

Климатический фактор • Все организмы, населяющие экосистему, всецело зависят от климата • Климат - совокупность атмосферных условий за многолетний период, свойственных тому или иному месту в зависимости от его географического положения. • Погода - физическое состояние атмосферы у земной поверхности и в нижних ее слоях (30 -40 км) в момент наблюдения

• Погода в разные годы меняется, но при всех различиях каждую местность можно охарактеризовать вполне конкретным климатом • Климат зависит от: • географической широты • от общего распределения суши и моря • от циркуляции атмосферы • от морских течений • от рельефа, высоты местности над уровнем моря • от деятельности человека, наконец (климат городов)

• К увл. - соотношение количества выпадающих осадков с величиной их испаряемости • сумма осадков превышает испарение – гумидные экосистемы Хибинские горы

• испарение превышает годовую сумму осадков – аридные экосистемы (засушливые, сухие) Долина Смерти» (Калифорния, США)

• Типы климата на обширных территориях макроклимат • Рельеф, экспозиции склонов, особенности почвенного и растительно-го покрова предопределяют микроклимат экосистем Эльбрус

• • • каждое полушарие Земли - 4 климатических пояса: Экваториальный Тропический Умеренный арктический (антарктический) Переходные пояса с сезонным изменением типа воздушных масс: • субэкваториальный пояс (летом - экваториальный воздух, зимой – тропический) • субтропический пояс (летом - тропический воздух, зимой – умеренный) • субарктический (субантарктический) (летом - умеренный воздух, зимой – арктический)

Экваториальный климат • большое количество тепла и влаги в течение года • средняя температура - 240 до 280 С. • обильное количество осадков (1, 5 - 3 тысяч мм в год) - «буйство» влажноэкваториальных лесов: многоярусные леса с большим биоразнообразием

Континентальный субэкваториальный климат • контрастность: сезон дождей сменяет сезон засухи: во время летнего муссона выпадает до 75% годовой нормы осадков (наводнения)

• на склонах гор, обращенных к экваториальному муссону, осадки достигают максимума для всей планеты (Черапунджи (Индия) - самое «мокрое» место 11 000 мм - 20 000, суточная сумма осадков до 1000 мм (тонна воды на 1 квадратный метр).

Континентальный тропический климат • «знаменит» пыльными и песчаными бурями (пустыни и полупустыни Северной Африки, Америки и Австралии) • Высокие температуры и малое количество осадков (менее 100 мм) - «замирание» природы (жизнь сосредоточена около воды – в оазисах)

• Именно в этом климате была зафиксирована самая высокая температура – +57, 8°С в местечке Эль-Азизии (Ливия)

Континентальный субтропический климат • центральные районы Азии и Северной Америки: небольшое количество осадков (100 -300 мм) • Летом - тропический воздух: сухость и высокие температуры, а зимой низкие зимние температуры (сухих степи и пустыни)

Умеренный континентальный климат • холодная снежная зима и теплое лето (вглубь материка более континентальный: контрастность зимы и лета увеличивается) • Различные экосистемы: от хвойных лесов до степей и пустынь

Континентальный субарктический климат • разница температур лета и зимы - до 650. • Тундры Северной Америки и Евразии наличие вечной мерзлоты, заболачивание

Континентальный арктический климат • Суровость климата в течение года отрицательные температуры (зимой -500, летом - 150). • Гренландия

Континентальный антарктический климат • ледяной колпак планеты - Антарктида • Полюс холода Земли - центральная часть (температура самого теплого месяца - - 320).

• На станции «Восток» полярники зафиксировали самую низкую температуру на поверхности планеты – 900 С.

Горный тип климата • широтная поясность (изменении с высотой температуры, атмосферного давления, влажности) • барьер для воздушных масс Ущелье Брас де Caverne, остров Реюньон, Франция

Гидрологический фактор • Все организмы, населяющие экосистему, всецело зависят от воды • каждый организм можно рассматривать как часть гидросферы, участвующую в круговороте воды: растения и почвенные организмы пропускают через себя всю массу природных вод суши за 20 000 лет. • В океане морские организмы пропускают через себя весь объем морской воды за полгода

• Воды суши разделены на множество отдельных водных бассейнов, собирающих влагу в реки, впадающие в моря и океаны • В отдельных бассейнах связи с океаном нет, и, они называются бессточными • В каждом бассейне вода может отличаться по химическому составу и другим характеристикам фьорд в юго-западной части острова Южный (Новая Зеландия)

• природные воды - не простейшая формула H 2 O: в них присутствуют примеси, растворенные газы, соединения, в частности, необходимые для питания живых организмов

• Основные гидрохимические характеристики: минерализация воды, показатели плотности и вязкости воды, гидробиологические показатели (состав и численность водных организмов) Островок морского дна, Багамские острова

• По содержанию солей (минерализации) все природные воды подразделяются на 4 группы: • пресные – менее 1 ‰ (промилле - 1/10 процента), • солоноватые – 1 -25‰, • соленые – 25 -50‰, • высокосоленые (рассолы) – свыше 50‰. • Граница в 1‰ является верхним пределом питьевой воды. • Минерализация природных вод суши варьирует от 0, 01 г/л в атмосферных осадках до 600 г/л в рассолах

• анионы вод гидрокарбонаты (НСОз), сульфаты (SO 42 -), хлориды (Cl-). • катионы - кальций (Са 2+), магний (Mg 2+), натрий (Na+) и калий (К+). • Тип вод - по преобладанию анионов и катионов • Пресные воды гидрокарбонатные кальциевые

• При высокой концентрации солей жизнь «замирает» : в Мертвом море концентрация солей - 270 -300 г/л, живут лишь некоторые виды бактерий в устье р. Иордан

Почвенный фактор • Все организмы, населяющие наземные экосистемы, зависят от почв - тончайшей оболочки планеты: дом для организмов, источник элементов питания, хранилище спор и семян, субстрат для корней, резервуар воды для растений

• Почва - начало и конец круговоротов вещества и энергии • Все подсистемы экосистемы через почву связаны в единое целое друг с другом

• Первые почвы на планете появились около 500 миллионов лет назад, после того, как первые организмы вышли на сушу. • Представления о разнообразии почв и их свойствах возникли многие тысячелетия назад, с появлением земледелия • понятия почвы и земли различают все народы мира: лат. solum — terra, греч. pedon — chton, англ. soil — land, нем. вoden — land, арабск. tourba — ared, китайск. touzhan – toudn и т. д.

Почва • В. В. Докучаев - особое царство природы, а В. И. Вернадский - биокосный (мертвоживым) телом. • 4 основных фазы почв: • Твердая • Жидкая • Газообразная • Живая

• для исследования особенностей почвы закладывают почвенные разрезы на 1 -2 метра

Индексы горизонтов • Каждая почва состоит из последовательно залегающих генетических горизонтов • Каждый горизонт имеет свой буквенно-цифровой индекс: А-В-С-D • дополняется рописными п буквами как русскими, так и латинскими и цифрами (подстрочными и надстрочными)

Горизонты • органогенные горизонты: • АО- опад листьев, хвои, веток - лесная подстилка • под травянистыми - степной войлок • болотные очвы п - очес О.

Горизонты • При мощной корневой системе верхняя часть (3 -10 см) - дернина Аv Чернозем типичный ( «Стрелецкая степь» , Курская обл. ).

Горизонты • верхний минеральный темно-серый горизонт – гумусово-аккумулятивный - A 1. Формируется в результате процесса гумусообразования Чернозем обыкновенный

Горизонты • Горизонт А 2 (элювиальный) присущ подзолистым почвам, подзолам, солонцам, солодям. • выделяется в профиле почв белесоватой окраской

Горизонты • Иллювиальные горизонты В от лат. iliuviare – вмывать • Многообразны: в зависимости от сочетаний факторов почвообразования могут быть: Bt, Вса, Вt. Na и др.

глеевые горизонты (G) • в переувлажненных почвах окислительная обстановка сменяется восстановительной.

Горизонты • С – почвообразующая (материнская порода), слабо измененная процессами почвообразования. • D – подстилающая порода. Темногумусовая алитизированная вертисоль

СПИСОК ИНДЕКСОВ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ • АО - органогенный (подстилка) • Т - торфянистый • AI — гумусовоаккумулятивный • А 1 v — дернина • А 2 - элювиальный • Bt - текстурноиллювиальный • Вса - иллювиальнокарбонатный • Вcs. - иллювиальногипсовый • Bt. Na - иллювиально- cолонцовый • Bh - иллювиальногумусовый • Bfe -иллювиальножелезистый • Вm - метаморфический • Вg - оглеенный • G- глеевый • С – почвообразующая порода: • С sial - сиаллитная • Cferal- ферраллитная • Сса - карбонатная • ccs - гипсоносная • Сsol – засоленная

• Почвенные горизонты отличаются по ряду морфологических, физико-химических и химических признаков

• Каждый тип почв имеет определенный набор горизонтов • в Подмосковье дерново-подзолистые почвы имеют следующий профиль: А 0 -Аv-А 1 -А 2 -Вtfe. Csial • А в 300 километрах южнее - черноземы с другим профилем: А 0 -А 1 -Вса-Сса

Подзол иллювиально-гумусовый

Серая лесная

Подзолистая

Серо-бурая пустынная

Краснозем

Серозем

Торфяная

Глобальные функции почвы • существования жизни на планете: растения, а потом все живые организмы получают элементы питания (в почве аккумулируются в доступной форме биофильные элементы) • Почва является началом и концом этих природных круговоротов • регулирование химического состава атмосферы (фотосинтез, дыхание живых организмов вместе с «дыханием» почвы определяют состав приземного слоя атмосферного воздуха)

Динамика и развитие экосистем • Возраст некоторых экосистем сотни и тысячи лет (дубравы в лесостепи или еловые леса в тайге) • ухудшению функционирования - дигрессия экосистемы (пастбищные дигрессии): смена естественных сообществ на сорные

Продуктивность экосистем • «краевой эффект» : концентрация жизни на границе сред - в зоне контакта воды и воздуха, воздуха и почв • Наиболее ярко - на стыке нескольких сред: в эстуариях рек (река - море - суша - воздух) • влажные тропические леса, поймы рек, коралловые рифы • минимальная продуктивность - океанические глубины и пустыни, истощенные сельскохозяйственные угодья

Разрушение естественных экосистем • более 60% суши – нарушенные экосистемы • 30% Европы покрыты лесами, но – это вторичные леса

• Разрушение экосистем началось с подсечно-огневого земледелия • до НТР было уничтожено от 30 до 50% лесных массивов, а еще 9% в последние столетия В штате Мату-Гросу (Бразилия) – поджигание сельвы

• Другой тип нарушенных экосистем - пахотные и орошаемые земли: расширение за счет сокращения лесов, пастбищ и болот • антропогенная пустыня Аралкум