8. ديناميات وتطوير النظم البيئية. الأنظمة البيئية المتعاقبة، التي تتكيف مع التغيرات في البيئة الخارجية، هي في حالة من الديناميكية. يمكن أن تنطبق هذه الديناميكيات على الأجزاء الفردية من النظم البيئية وعلى النظام ككل. ترتبط الديناميكيات بالتكيف مع العوامل الخارجية

51. تدمير النظم البيئية. التصحر من بين الأضرار البيئية التي لها أطول تاريخ وتسببت في أكبر ضرر للمحيط الحيوي هو تدمير النظم البيئية، وتصحرها، أي فقدان القدرة على التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي.

54. التنظيم الإقليمي وهيكل قوى الإنتاج في منطقة الشرق الأقصى تعتمد القطاعات الرائدة في تخصص السوق في منطقة الشرق الأقصى على الاستخدام الواسع النطاق لمواردها الطبيعية. الصناعات الرئيسية هي صيد الأسماك،

1.5 القبيلة البدائية هيكل وظيفى. هيكل التسلسل الهرمي. بنية العلاقات بين الجنسين: حتى الشعوب الأكثر بدائية تعيش في ظروف ثقافة تختلف عن الثقافة الأولية، من الناحية الزمنية القديمة قدم ثقافتنا، وتتوافق أيضًا مع ثقافة لاحقة،

يتذكر:

دور النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا في دورة المواد.

إجابة. ترتبط النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض بسبب الروابط الغذائية في المقام الأول. تنتج النباتات، كونها ذاتية التغذية، مواد عضوية، وتستهلكها الحيوانات والفطريات، وتقوم البكتيريا وأنواع معينة من الفطريات بتدمير وتمعدن البقايا العضوية، وإطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، والذي بدوره ستستهلكه النباتات، تمامًا مثل المواد غير العضوية. هذه هي الطريقة التي يحدث بها نقل المادة والطاقة في التكاثر الحيوي، ويحدث تداول المواد.

أسئلة بعد §41

ماذا يسمى النظام البيئي؟

إجابة. لتسهيل النظر في عمليات الحياة في المحيط الحيوي، تم تقديم مفهوم "النظام البيئي" (النظام البيئي). النظام البيئي هو وحدة وظيفية للكائنات الحية والبيئة. هذه مجموعة من الأنواع المختلفة من النباتات والحيوانات والميكروبات التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع البيئة - بيئة حيوية تحتوي على المادة والطاقة اللازمة للحياة.

يمكن أن تستمر هذه المجموعة بأكملها إلى أجل غير مسمى. يمكن أن يكون النظام البيئي أي مجتمع من الكائنات الحية وموطنها، متحدين في كل واحد. المكونات البيئية للنظام مترابطة ومترابطة. سيؤدي انتهاك وظائف أحد المكونات إلى تعطيل استقرار النظام البيئي بأكمله.

النظام البيئي هو شكل ضروري من أشكال الوجود للحياة. يمكن لأي كائن حي أن يتطور فقط في النظام البيئي، وليس في عزلة.

وبالتالي، فإن النظام البيئي هو أي مجموعة من الكائنات الحية المتفاعلة والظروف البيئية. تم تقديم مصطلح "النظام البيئي"، كما أشرنا سابقًا، لأول مرة من قبل عالم البيئة الإنجليزي أ. تانسلي في عام 1935. النظم البيئية هي، على سبيل المثال: قطعة أرض من الغابات، أو منطقة مصنع، أو مزرعة، أو مقصورة سفينة فضائية، أو حتى الكرة الأرضية بأكملها. .

ما هي مجموعات الكائنات الحية التي تشكل أي نظام بيئي؟

إجابة. يشمل النظام البيئي الكائنات الحية (يمكن أن يطلق عليها في مجملها التكاثر الحيوي) والعوامل غير الحية (اللاأحيائية) - الغلاف الجوي والماء والمواد المغذية والضوء.

تنقسم جميع الكائنات الحية وفقًا لطريقة التغذية إلى مجموعتين - ذاتية التغذية (من الكلمات اليونانية autos - self و tropho - تغذية) ومغايرة التغذية (من الكلمة اليونانية heteros - أخرى).

تستخدم الكائنات ذاتية التغذية الكربون غير العضوي وتقوم بتصنيع مواد محدودة من مواد غير عضوية؛ وهؤلاء هم منتجو النظام البيئي

تستخدم الكائنات غيرية التغذية الكربون من المواد العضوية التي يتم تصنيعها من قبل المنتجين، ومع هذه المواد تحصل على الطاقة. المتغايرون هم مستهلكون (من الكلمة اللاتينية consumo - يستهلكون) ويستهلكون المواد العضوية والمحللون ويتحللونها إلى مركبات بسيطة.

المحللات هي كائنات حية تكون في موقعها في النظام البيئي قريبة من المخلفات، لأنها تتغذى أيضًا على المواد العضوية الميتة. ومع ذلك، فإن المحللات - البكتيريا والفطريات - تحلل المواد العضوية إلى مركبات معدنية، والتي يتم إعادتها إلى محلول التربة واستخدامها مرة أخرى بواسطة النباتات.

تعمل المواد العضوية التي تنتجها الكائنات ذاتية التغذية كغذاء ومصدر للطاقة بالنسبة إلى الكائنات غيرية التغذية: المستهلكون - العاثيات النباتية تأكل النباتات، والحيوانات المفترسة من الدرجة الأولى - العاثيات النباتية، والحيوانات المفترسة من الدرجة الثانية - المفترسات من الدرجة الثانية، وما إلى ذلك. ويسمى هذا التسلسل من الكائنات الحية بالسلسلة الغذائية ، تقع روابطها على مستويات غذائية مختلفة (تمثل مجموعات غذائية مختلفة).

كيف يختلف النظام البيئي عن التكاثر الحيوي؟

إجابة. يشمل تكوين النظام البيئي الكائنات الحية (يسمى مجملها التكاثر الحيوي أو الكائنات الحية في النظام البيئي) والعوامل غير الحية (اللاأحيائية) - الغلاف الجوي والمياه والمواد المغذية والمواد العضوية الخفيفة والميتة - المخلفات.

مصطلح "التكاثر الحيوي" اقترحه العالم الروسي ف.ن.سوكاشيف. يشير هذا المصطلح إلى مجموعة النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة والتربة والغلاف الجوي على مساحة أرض متجانسة. تجدر الإشارة إلى أن تكوين الأنواع وكميتها يرتبطان، أولاً، بعمل العوامل المقيدة، وخاصة العوامل المناخية، التي تحدد الأنواع الأكثر تكيفًا للوجود في ظروف معينة، وثانيًا، بعمل مبدأ البيئة الحد الأقصى الجغرافي للأنواع. وفقًا لهذا المبدأ، لكي يعمل أي نظام بيئي بشكل طبيعي، يجب أن يكون هناك العديد من الأنواع فيه حسب الضرورة لتعظيم استخدام الطاقة الواردة وضمان تداول المواد.

بادئ ذي بدء، يتم تمييز أي Biogeocenosis فقط على الأرض. في البحر، في المحيط وفي البيئة المائية بشكل عام، لا يتم تمييز التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي له حدود محددة. يتم تحديدها من خلال حدود المجتمع النباتي - التكاثر النباتي. بالمعنى المجازي، لا يوجد التكاثر الحيوي إلا في إطار التكاثر النباتي. حيث لا يوجد تكاثر نباتي، لا يوجد تكاثر حيوي. إن مفاهيم "النظام البيئي" و "التكاثر الحيوي" متطابقة فقط بالنسبة للتكوينات الطبيعية مثل الغابات والمروج والمستنقعات والحقول. التكاثر الحيوي للغابات = النظام البيئي للغابات؛ التكاثر الحيوي للمروج = النظام البيئي للمروج، وما إلى ذلك. بالنسبة للتكوينات الطبيعية التي تكون أصغر أو أكبر حجمًا من التكاثر النباتي، أو حيث لا يمكن التمييز بين التكاثر النباتي، يتم استخدام مفهوم "النظام البيئي" فقط. على سبيل المثال، تعتبر الرتابة الموجودة في المستنقع نظامًا بيئيًا، ولكنها ليست تكاثرًا حيويًا. يعتبر التيار المتدفق نظامًا بيئيًا، ولكنه ليس تكاثرًا حيويًا. وبنفس الطريقة، فإن النظم الإيكولوجية الوحيدة هي البحر والتندرا والغابات المطيرة الاستوائية، وما إلى ذلك. في التندرا والغابات الاستوائية، لا يمكن تمييز مرض واحد من التكاثر النباتي، ولكن الكثير. هذه مجموعة من النباتات النباتية التي تمثل تكوينًا أكبر من التكاثر الحيوي.

يمكن أن يكون النظام البيئي أصغر وأكبر من الناحية المكانية من التكاثر الحيوي. وبالتالي، فإن النظام البيئي هو تكوين أكثر عمومية، بدون رتبة.

يقتصر التكاثر الحيوي على حدود المجتمع النباتي - التكاثر النباتي ويشير إلى كائن طبيعي محدد يشغل مساحة معينة على الأرض ويفصله حدود مكانية عن نفس الكائنات.

أعط أمثلة على النظم البيئية الطبيعية والاصطناعية، المائية والبرية، الصغيرة والكبيرة.

إجابة. النظم البيئية متنوعة للغاية. النظم البيئية الطبيعية: قطرة ماء بها كائنات حية دقيقة، بركة، مستنقع، تربة طحالب، جذع قديم، مناطق طبيعية (التندرا، التايغا، السهوب)، التكاثر الحيوي، التكاثر الحيوي، المحيط الحيوي.

الأنظمة البيئية الاصطناعية: المحطة الفضائية، منشأة معالجة المياه البيولوجية، الخزان، حوض السمك، حقل القمح، بستان التفاح.

الشرط الضروري لوجود النظام البيئي هو التدفق المستمر للطاقة من الخارج (نظام حيوي مفتوح). هناك تدفق للطاقة وتداول المواد فيه.

المناطق الأحيائية الأرضية: التندرا؛ الغابات الصنوبرية. نفضي الغابات المعتدلة؛ سافانا. النظم البيئية للمياه العذبة: البحيرات والبرك والجداول. النظم البيئية البحرية: المحيط؛ مياه ساحلية.

النظم الإيكولوجية الكبيرة: المحيط الحيوي، التكاثر الحيوي، المناطق الأحيائية. النظم البيئية الصغيرة: بركة، حديقة نباتية، حصص في السهوب.

ملخص عن البيئة

ترتبط الكائنات الحية وبيئتها غير الحية (اللاأحيائية) ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض وهي في تفاعل مستمر. أي مجتمع من الكائنات الحية وموائلها، متحد في كل وظيفي واحد، هو نظام بيئي أو نظام بيئي . النظام البيئي عبارة عن مجموعة محددة مكانيًا من الكائنات الحية من مختلف الأنواع وموائلها، متحدة من خلال تفاعلات المواد والطاقة والمعلومات. النظام البيئي هو الهدف الرئيسي للبيئة.

لكي يعمل النظام البيئي (يوجد)، يجب أن يتمتع بخصائص ربط وإطلاق الطاقة، بالإضافة إلى تداول المواد. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون لدى النظام البيئي آليات لمقاومة التأثيرات الخارجية (الاضطرابات والتدخلات) وإخمادها.

النظام البيئي هو مفهوم أساسي ووحدة تصنيفية أساسية في علم البيئة. تم تقديم هذا المصطلح للاستخدام من قبل عالم البيئة الإنجليزي أ. تانسلي في عام 1935.

لا يقتصر مفهوم النظام البيئي على أي خصائص من حيث الرتبة أو الحجم أو التعقيد أو الأصل. ولذلك، فإنه ينطبق على حد سواء بسيطة نسبيا صناعي(حوض السمك، الدفيئة، حقل القمح، سفينة الفضاء المأهولة)، والمجمع طبيعيمجمعات الكائنات الحية وموائلها (البحيرة والغابات والسهوب والبحر والمحيطات والمحيط الحيوي). هناك النظم البيئية المائية والبرية. كلهم يشكلون فسيفساء ملونة على سطح الكوكب. علاوة على ذلك، يوجد في منطقة طبيعية واحدة العديد من النظم البيئية المتشابهة - إما مدمجة في مجمعات متجانسة أو مفصولة بأنظمة بيئية أخرى. على سبيل المثال، مناطق الغابات النفضية التي تتخللها غابات صنوبرية، أو المستنقعات بين الغابات.

تشمل النظم البيئية الأكبر أنظمة بيئية أصغر. في الوقت نفسه، يتم تحقيق التسلسل الهرمي لتنظيم الأنظمة، في هذه الحالة البيئية.

تم تضمين معنى مشابه في المحتوى في المصطلح " التكاثر الحيوي "، تم تقديمه في الأدبيات من قبل الأكاديمي V. N. Sukachev في وقت متأخر إلى حد ما عن "النظام البيئي" - في عام 1942. عادة ما يتم تطبيق مفهوم التكاثر الحيوي فقط على النظم الطبيعية البرية، حيث توجد الكائنات النباتية (التكاثر النباتي) بالضرورة باعتبارها الرابط الرئيسي. بناءً على ذلك، يمكن تسمية كل تكاثر حيوي بنظام بيئي، ولكن لا يمكن تصنيف كل نظام بيئي على أنه تكاثر حيوي. على سبيل المثال، تنتمي جثة حيوان متحلل أو جذع شجرة متعفن إلى رتبة النظم الإيكولوجية، ولكن ليس التكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي هو نظام بيئي، ولكن في إطار التكاثر النباتي (مجتمع النبات). بمعنى آخر، من وجهة نظر الطاقة، فإن أي تكاثر حيوي هو خالد عمليا، لأن الكائنات النباتية الموجودة فيه، كما هو الحال في النظام، توفر باستمرار الطاقة اللازمة لتداول المواد نتيجة لعملية التمثيل الضوئي. النظام البيئي، إذا لم يتضمن رابطًا نباتيًا، فهو موجود فقط حتى تستهلك الكائنات الحية التي يتكون منه كل الطاقة الموجودة في الركيزة العضوية الميتة.

تشمل النظم البيئية كتلتين. الأول منهم يتكون من كائنات مترابطة من أنواع مختلفة ويسمى التكاثر الحيوي ، الكتلة الثانية هي الموطن، والذي يسمى في هذه الحالة biotope أو com.ecotope .

يتكون كل تكاثر حيوي من العديد من الأنواع، ولكن الأنواع لا يتم تضمينها كأفراد، ولكن كمجموعات سكانية أو أجزاء منها. في هذه الحالة يمكننا أن نقول ذلك التكاثر الحيوي هو مجموع مجموعات الأنواع المختلفة المترابطة مع بعضها البعض ومع الظروف البيئية .

كمبدأ عام لعمل النظم البيئية، يمكن القول أن الأجزاء الحية من النظام البيئي (المادة الحيوية) وأجزائه غير الحية (المادة غير الحية) ترتبط ارتباطًا وثيقًا بطبيعتها في كل واحد بحيث يصعب فصلها لهم (بالمعنى الدقيق للكلمة). ويفسر ذلك حقيقة أن معظم العناصر الغذائية (C، H، O، N، P، وما إلى ذلك) والمركبات العضوية (الكربوهيدرات، البروتينات، الدهون، وما إلى ذلك) لا توجد فقط داخل الكائنات الحية وخارجها، ولكنها أيضًا عناصر التبادل المستمر بين المادة الحية وغير الحية , النظام البيئي عبارة عن مجمع مترابط من المكونات الحية والخاملة (غير الحية) المترابطة عن طريق التمثيل الغذائي والطاقة والمعلومات.

ترتبط الكائنات الحية ارتباطًا وثيقًا ليس فقط ببعضها البعض، ولكن أيضًا بالطبيعة غير الحية. ويتم التعبير عن هذا الارتباط من خلال المادة والطاقة.

الأيض، كما تعلمون، هو أحد المظاهر الرئيسية للحياة. بالمصطلحات الحديثة، الكائنات الحية هي أنظمة بيولوجية مفتوحة لأنها مرتبطة ببيئتها من خلال التدفق المستمر للمادة والطاقة التي تمر عبر أجسامها. تم التعرف على الاعتماد المادي للكائنات الحية على البيئة في اليونان القديمة. فيلسوفعبر هيراقليطس مجازيًا عن هذه الظاهرة بالكلمات التالية: "تتدفق أجسادنا مثل الجداول، والمادة تتجدد فيها باستمرار، مثل الماء في النهر". يمكن قياس علاقة المادة والطاقة بين الكائن الحي وبيئته.

إن تدفق الغذاء والماء والأكسجين إلى الكائنات الحية هو تدفقات للمادة من البيئة. يحتوي الغذاء على الطاقة اللازمة لعمل الخلايا والأعضاء. تمتص النباتات طاقة ضوء الشمس مباشرة، وتخزنها في الروابط الكيميائية للمركبات العضوية، ومن ثم يتم إعادة توزيعها من خلال العلاقات الغذائية في التكاثر الحيوي.

إن تدفقات المادة والطاقة عبر الكائنات الحية في عمليات التمثيل الغذائي كبيرة للغاية. فالإنسان مثلاً يستهلك خلال حياته عشرات الأطنان من الطعام والشراب، وملايين اللترات من الهواء عبر رئتيه. تتفاعل العديد من الكائنات الحية مع بيئتها بشكل أكثر كثافة. ولتكوين كل جرام من كتلتها، تنفق النباتات ما بين 200 إلى 800 جرام أو أكثر من الماء، الذي تستخرجه من التربة وتتبخر في الغلاف الجوي. المواد اللازمة ل البناء الضوئيتحصل النباتات عليها من التربة والماء والهواء.

مع مثل هذه الكثافة من تدفقات المادة من الطبيعة غير العضوية إلى الأجسام الحية، فإن احتياطيات المركبات الضرورية للحياة - العناصر الحيوية - قد استنفدت منذ فترة طويلة على الأرض. ومع ذلك، فإن الحياة لا تتوقف، لأن العناصر الغذائية تعود باستمرار إلى البيئة المحيطة بالكائنات الحية. ويحدث ذلك في التكاثر الحيوي، حيث، نتيجة للعلاقات الغذائية بين الأنواع، يتم تدمير المواد العضوية التي تصنعها النباتات مرة أخرى في النهاية إلى مركبات يمكن للنباتات استخدامها مرة أخرى. هذه هي الطريقة التي تنشأ بها الدورة البيولوجية للمواد.

وبالتالي، فإن التكاثر الحيوي هو جزء من نظام أكثر تعقيدا، والذي يشمل، بالإضافة إلى الكائنات الحية، بيئتها غير الحية، التي تحتوي على المادة والطاقة اللازمة للحياة. لا يمكن أن يوجد التكاثر الحيوي دون وجود روابط مادية وطاقية مع البيئة. ونتيجة لذلك، فإن التكاثر الحيوي يمثل وحدة معينة معه.

تسمى أي مجموعة من الكائنات الحية والمكونات غير العضوية التي يمكن فيها الحفاظ على دورة المادة نظامًا بيئيًا أو النظام البيئي.

يمكن أن تكون النظم البيئية الطبيعية ذات أحجام ونطاقات مختلفة: بركة صغيرة مع سكانها، وبركة، ومحيط، ومرج، وبستان، وتايغا، وسهوب - كل هذه أمثلة على النظم البيئية بمقاييس مختلفة. يتضمن أي نظام بيئي جزءًا حيًا - التكاثر الحيوي وبيئته المادية. تعد النظم البيئية الأصغر جزءًا من أنظمة بيئية أكبر بشكل متزايد، حتى النظام البيئي العام للأرض. تتكون الدورة البيولوجية العامة للمادة على كوكبنا أيضًا من تفاعل العديد من الدورات الخاصة.

لا يمكن للنظام البيئي أن يضمن تداول المادة إلا إذا كان يتضمن المكونات الأربعة الضرورية لذلك: احتياطيات العناصر الغذائية والمنتجين والمستهلكين والمحللين (الشكل 67).

المنتجين - هذه نباتات خضراء تنتج مادة عضوية من عناصر حيوية، أي منتجات بيولوجية، باستخدام تدفقات الطاقة الشمسية.

المستهلكين - مستهلكو هذه المادة العضوية ومعالجتها في أشكال جديدة. عادة ما تعمل الحيوانات كمستهلكين. هناك مستهلكون من الدرجة الأولى - الأنواع العاشبة ومن الدرجة الثانية - الحيوانات آكلة اللحوم.

المحللون - الكائنات الحية التي تحول المركبات العضوية إلى مركبات معدنية بشكل كامل. يتم تنفيذ دور المحللات في التكاثر الحيوي بشكل رئيسي عن طريق الفطريات والبكتيريا، وكذلك الكائنات الحية الصغيرة الأخرى التي تعالج بقايا النباتات والحيوانات الميتة (الشكل 68).

تستمر الحياة على الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة دون انقطاع على وجه التحديد لأنها تحدث في نظام الدورات البيولوجية للمادة. الأساس في ذلك هو عملية التمثيل الضوئي للنبات والروابط الغذائية بين الكائنات الحية في التكاثر الحيوي.

ومع ذلك، فإن الدورة البيولوجية للمادة تتطلب إنفاقًا ثابتًا للطاقة.

على عكس العناصر الكيميائية التي تدخل بشكل متكرر في الأجسام الحية، فإن طاقة ضوء الشمس التي تحتفظ بها النباتات الخضراء لا يمكن للكائنات الحية أن تستخدمها إلى أجل غير مسمى.

ووفقاً للقانون الأول للديناميكا الحرارية، فإن الطاقة لا تختفي دون أثر؛ فهي محفوظة في العالم من حولنا، بل تنتقل من شكل إلى آخر. ووفقا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، فإن أي تحول للطاقة يكون مصحوبا بانتقال جزء منها إلى حالة لم يعد من الممكن استخدامها للعمل. في خلايا الكائنات الحية، تتحول الطاقة التي توفر التفاعلات الكيميائية جزئيًا إلى حرارة أثناء كل تفاعل، ويتبدد الحرارة بالجسم في الفضاء المحيط به. وبالتالي فإن العمل المعقد للخلايا والأعضاء يكون مصحوبًا بفقدان الطاقة من الجسم. كل دورة من دورة تداول المواد، اعتمادا على نشاط أعضاء التكاثر الحيوي، تتطلب المزيد والمزيد من إمدادات الطاقة الجديدة.

وهكذا، فإن الحياة على كوكبنا تحدث كدورة ثابتة من المواد، مدعومة بتدفق الطاقة الشمسية. لا يتم تنظيم الحياة في الكائنات الحية فحسب، بل أيضًا في الأنظمة البيئية، حيث يوجد ارتباط وثيق بين المكونات الحية وغير الحية في الطبيعة.

يرتبط تنوع النظم البيئية على الأرض بتنوع الكائنات الحية وبظروف البيئة المادية والجغرافية. تتمتع مجتمعات التندرا أو الغابات أو السهوب أو الصحراء أو المناطق الاستوائية بخصائصها الخاصة في الدورات البيولوجية وعلاقاتها بالبيئة. كما أن النظم البيئية المائية متنوعة للغاية. تختلف النظم البيئية في سرعة الدورات البيولوجية وفي الكمية الإجمالية للمواد المشاركة في هذه الدورات.

إن المبدأ الأساسي لاستدامة النظم البيئية - دورة المادة المدعومة بتدفق الطاقة - يضمن بشكل أساسي وجود الحياة التي لا نهاية لها على الأرض.

واستنادا إلى هذا المبدأ، يمكن تنظيم النظم البيئية الاصطناعية المستدامة وتقنيات الإنتاج التي توفر المياه أو الموارد الأخرى. عادةً ما يستلزم انتهاك النشاط المنسق للكائنات الحية في التكاثر الحيوي تغييرات خطيرة في دورات المادة في النظم البيئية. وهذا هو السبب الرئيسي للكوارث البيئية مثل انخفاض خصوبة التربة، وانخفاض غلة النباتات، ونمو وإنتاجية الحيوانات، والتدمير التدريجي للبيئة الطبيعية.

أمثلة ومعلومات إضافية

1. في الغابات، تستخدم جميع الكائنات العاشبة (المستهلكة من الدرجة الأولى) في المتوسط ​​حوالي 10-12% من النمو السنوي للنباتات. تتم معالجة الباقي بواسطة المحللات بعد موت أوراق الشجر والخشب. في النظم الإيكولوجية السهوب، يتزايد دور المستهلكين بشكل كبير. يمكن للحيوانات العاشبة أن تأكل ما يصل إلى 70٪ من إجمالي كتلة النباتات الموجودة فوق سطح الأرض دون التأثير بشكل كبير على معدل تجددها. يعود جزء كبير من المادة المأكولة إلى النظام البيئي في شكل براز، والذي يتحلل بنشاط بواسطة الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات الصغيرة. وبالتالي، فإن نشاط المستهلكين يسرع بشكل كبير تداول المواد في السهوب. يعد تراكم فضلات النباتات الميتة في النظم البيئية مؤشرا على تباطؤ معدل الدوران البيولوجي.

2. في النظم البيئية الأرضية، تلعب التربة في المقام الأول دور تخزين واحتياطي تلك الموارد الضرورية لحياة التكاثر الحيوي. النظم البيئية التي لا تحتوي على تربة - مائية، صخرية، على المياه الضحلة ومقالب النفايات - غير مستقرة للغاية. من السهل أن ينقطع تداول المواد فيها ويصعب استئنافه.

الجزء الأكثر قيمة في التربة هو الدبال - وهي مادة معقدة تتشكل من مادة عضوية ميتة نتيجة لنشاط العديد من الكائنات الحية. يوفر الدبال تغذية طويلة الأمد وموثوقة للنباتات، لأنه يتحلل ببطء شديد وتدريجي، ويطلق العناصر الغذائية. تتميز التربة التي تحتوي على كمية كبيرة من الدبال بخصوبة عالية، كما أن النظم البيئية مستقرة.

3. يمكن بسهولة ملاحظة النظم الإيكولوجية غير المستقرة التي لا تكون فيها دورة المادة متوازنة من خلال مثال الإفراط في نمو البرك أو البحيرات الصغيرة. في مثل هذه الخزانات، خاصة إذا تم غسل الأسمدة من الحقول المحيطة، تتطور بسرعة كل من النباتات الساحلية والطحالب المختلفة. ليس لدى النباتات الوقت الكافي لمعالجتها من قبل سكان الأحياء المائية، وعندما تموت، تشكل طبقات من الخث في القاع. تصبح البحيرة ضحلة وتتوقف تدريجياً عن الوجود، وتتحول أولاً إلى مستنقع ثم إلى مرج رطب. إذا كان الخزان صغيرا، فيمكن أن تحدث هذه التغييرات بسرعة كبيرة، على مدى عدة سنوات.

4. تعتبر البحار أيضًا أنظمة بيئية معقدة وضخمة. على الرغم من العمق الهائل، إلا أنها مأهولة بالحياة حتى القاع. يوجد في البحار تداول مستمر للكتل المائية، وتنشأ تيارات، وتحدث مد وجزر بالقرب من الساحل. يخترق ضوء الشمس فقط الطبقات السطحية من الماء التي تقل عن 200 متر، ويعتبر التمثيل الضوئي للطحالب مستحيلا. لذلك، تعيش الكائنات غير المتجانسة فقط في الأعماق - الحيوانات والبكتيريا. وبالتالي، فإن أنشطة المنتجين والجزء الأكبر من المحللين والمستهلكين منفصلة بقوة في الفضاء. تغوص المادة العضوية الميتة في النهاية إلى القاع، لكن العناصر المعدنية المنطلقة تعود إلى الطبقات العليا فقط في الأماكن التي توجد بها تيارات صاعدة قوية. في الجزء الأوسط من المحيطات، يكون تكاثر الطحالب محدودًا بشكل حاد بسبب نقص العناصر الغذائية، كما أن "إنتاجية" المحيط في هذه المناطق منخفضة كما هي الحال في الصحاري الأكثر جفافًا.

أسئلة.

1. قم بإدراج قائمة كاملة قدر الإمكان بتكوين المحللات في النظام البيئي للغابات.
2. كيف تتجلى دورة المواد في حوض السمك؟ ما مدى انغلاقه؟ كيفية جعلها أكثر استدامة؟
3. في محمية السهوب، في منطقة مسيجة بالكامل من الثدييات العاشبة، كان إنتاج العشب 5.2 سم/هكتار، وفي منطقة الرعي - 5.9. لماذا هو القضاء على المستهلكين أقل؟
لو المنتجات النباتية؟
4. لماذا تتناقص خصوبة تربة الأرض إذا كانت المواد التي يزيلها الإنسان على شكل محاصيل من الحقول تعود عاجلاً أم آجلاً إلى البيئة في شكل معالج؟

يمارس.

قارن بين الزيادة السنوية في الكتلة الخضراء ومخزونات مخلفات النباتات الميتة (القمامة في الغابات، والخرق في السهوب) في النظم البيئية المختلفة. تحديد الأنظمة البيئية التي تكون فيها دورة المواد أكثر كثافة.

المواضيع المطروحة للنقاش.

1. في محيط المؤسسات الصناعية المدخنة، بدأت القمامة تتراكم في الغابات. لماذا يحدث هذا وما هي التوقعات التي يمكن تقديمها بشأن مستقبل هذه الغابة؟

2. هل من الممكن وجود أنظمة بيئية يمثل فيها الجزء الحي مجموعتين فقط - المنتجين والمحللين؟

3. في العصور الماضية ظهرت احتياطيات كبيرة من الفحم في عدد من مناطق الأرض. ماذا يمكن أن يقال عن السمات الرئيسية للنظم البيئية التي حدث فيها هذا؟

4. في النظم البيئية المعقدة للغابات الاستوائية المطيرة، تكون التربة فقيرة جدًا بالعناصر الغذائية. كيف نفسر هذا؟ لماذا لا تعود الغابات الاستوائية إلى شكلها الأصلي إذا تمت إزالتها؟

5. كيف ينبغي أن يكون النظام البيئي للمركبة الفضائية بالنسبة للمهمات طويلة المدى؟

تشيرنوفا إن إم، أساسيات علم البيئة: كتاب مدرسي. أيام 10 (11) الصف. تعليم عام كتاب مدرسي المؤسسات/ N. M. Chernova، V. M. Galushin، V. M. Konstantinov؛ إد. إن إم تشيرنوفا. - الطبعة السادسة، الصورة النمطية. - م: حبارى، 2002. - 304 ص.

في الطبيعة، لا يعيش أي نوع أو سكان أو حتى فرد بمعزل عن بعضهم البعض وعن بيئتهم، بل على العكس من ذلك، يتعرضون للعديد من التأثيرات المتبادلة. المجتمعات الحيوية أو التكاثر الحيوي - مجتمعات الكائنات الحية المتفاعلة، وهي نظام مستقر متصل بالعديد من الروابط الداخلية، مع بنية ثابتة نسبيًا ومجموعة مترابطة من الأنواع.

يتميز التكاثر الحيوي ببعض الهياكل: الأنواع والمكانية والغذائية.

ترتبط المكونات العضوية للتكاثر الحيوي ارتباطًا وثيقًا بالمكونات غير العضوية - التربة والرطوبة والغلاف الجوي، وتشكل معًا نظامًا بيئيًا مستقرًا - التكاثر الحيوي .

التكاثر الحيوي– نظام بيئي ذاتي التنظيم يتكون من مجموعات من الأنواع المختلفة التي تعيش معًا وتتفاعل مع بعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية في ظروف بيئية متجانسة نسبيًا.

النظم البيئية

الأنظمة الوظيفية، بما في ذلك مجتمعات الكائنات الحية من مختلف الأنواع وموائلها. تنشأ الروابط بين مكونات النظام البيئي في المقام الأول على أساس العلاقات الغذائية وطرق الحصول على الطاقة.

النظام البيئي

مجموعة من أنواع النباتات والحيوانات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع البيئة بطريقة تمكن هذا المجتمع من البقاء والعمل لفترة طويلة غير محددة. المجتمع الحيوي (التكاثر الحيوي)يتكون من مجتمع نباتي ( داء النبات)، الحيوانات ( داء الحيوان)، الكائنات الدقيقة ( التكاثر الميكروبي).

تمثل جميع الكائنات الحية على الأرض وموائلها أيضًا نظامًا بيئيًا من أعلى مرتبة - المحيط الحيوي ، تمتلك الاستقرار وغيرها من خصائص النظام البيئي.

إن وجود نظام بيئي ممكن بفضل التدفق المستمر للطاقة من الخارج - عادة ما يكون مصدر الطاقة هذا هو الشمس، على الرغم من أن هذا ليس صحيحا بالنسبة لجميع النظم البيئية. يتم ضمان استقرار النظام البيئي من خلال الروابط المباشرة والارتجاعية بين مكوناته والدورة الداخلية للمواد والمشاركة في الدورات العالمية.

عقيدة التكاثر الحيوي تم تطويره بواسطة ف.ن. سوكاشيف. على المدى " النظام البيئي"تم تقديمه للاستخدام من قبل عالم الجيولوجيا الإنجليزي أ. تانسلي في عام 1935، المصطلح " التكاثر الحيوي" - الأكاديمي ف.ن. سوكاشيف في عام 1942 التكاثر الحيوي من الضروري أن يكون هناك مجتمع نباتي (التكاثر النباتي) باعتباره الرابط الرئيسي، مما يضمن الخلود المحتمل للتكاثر الحيوي بسبب الطاقة التي تولدها النباتات. النظم البيئية قد لا تحتوي على phytocenosis.

داء النبات

تشكل المجتمع النباتي تاريخياً نتيجة لمجموعة من النباتات المتفاعلة في منطقة متجانسة من الإقليم.

فهو يتميز:

- تكوين أنواع معينة،

- اشكال الحياة،

- طبقات (فوق الأرض وتحت الأرض)،

- الوفرة (تواتر حدوث الأنواع)،

- إقامة،

- الجانب (المظهر) ،

- الحيوية،

- التغيرات الموسمية،

- التنمية (تغيير المجتمعات).

التدرج (عدد الطوابق)

تتمثل إحدى السمات المميزة للمجتمع النباتي في تقسيمه طابقًا تلو الآخر في كل من المساحة فوق الأرض وتحت الأرض.

طبقات فوق الأرض يسمح باستخدام أفضل للضوء والمياه الجوفية والمعادن. عادة، يمكن تمييز ما يصل إلى خمس طبقات في الغابة: العلوي (الأول) - الأشجار الطويلة، والثاني - الأشجار القصيرة، والثالث - الشجيرات، والرابع - الأعشاب، والخامس - الطحالب.

طبقات تحت الأرض - صورة معكوسة لما فوق سطح الأرض: جذور الأشجار أعمق، والأجزاء تحت الأرض من الطحالب تقع بالقرب من سطح التربة.

حسب طريقة الحصول على العناصر الغذائية واستخدامهاوتنقسم جميع الكائنات الحية إلى ذاتية التغذية ومغايرة التغذية. في الطبيعة هناك دورة مستمرة من العناصر الغذائية الضرورية للحياة. يتم استخراج المواد الكيميائية عن طريق الكائنات ذاتية التغذية من البيئة وإعادتها إليها من خلال الكائنات غير ذاتية التغذية. تأخذ هذه العملية أشكالًا معقدة للغاية. يستخدم كل نوع جزءًا فقط من الطاقة الموجودة في المادة العضوية، مما يصل بتحللها إلى مرحلة معينة. وهكذا، في عملية التطور، تطورت النظم البيئية السلاسل و شبكة إمدادات الطاقة .

معظم التكاثر الحيوي له مثيل البنية الغذائية. وهي تعتمد على النباتات الخضراء - المنتجين.الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم موجودة بالضرورة: مستهلكو المواد العضوية - المستهلكينومدمرات المخلفات العضوية - المحللات.

يتناقص عدد الأفراد في السلسلة الغذائية باستمرار، وعدد الضحايا أكبر من عدد مستهلكيهم، لأنه في كل حلقة من حلقات السلسلة الغذائية، مع كل عملية نقل للطاقة، يتم فقدان 80-90٪ منها، وتتبدد في شكل الحرارة. ولذلك فإن عدد الروابط في السلسلة محدود (3-5).

تنوع الأنواع من التكاثر الحيويوتمثلها جميع مجموعات الكائنات الحية - المنتجة والمستهلكة والمحللة.

انتهاك أي رابطفي السلسلة الغذائية يسبب تعطيل التكاثر الحيوي ككل. على سبيل المثال، تؤدي إزالة الغابات إلى تغيير في تكوين أنواع الحشرات والطيور، وبالتالي الحيوانات. في منطقة خالية من الأشجار، ستتطور سلاسل غذائية أخرى وسيتشكل تكاثر حيوي مختلف، الأمر الذي سيستغرق عدة عقود.

السلسلة الغذائية (غذائية أو طعام )

أنواع مترابطة تستخرج المواد العضوية والطاقة بشكل متتابع من المادة الغذائية الأصلية؛ علاوة على ذلك، فإن كل حلقة سابقة في السلسلة هي غذاء للحلقة التالية.

تتكون سلاسل الغذاء في كل منطقة طبيعية ذات ظروف معيشية متجانسة إلى حد ما من مجمعات من الأنواع المترابطة التي تتغذى على بعضها البعض وتشكل نظامًا مستدامًا ذاتيًا يحدث فيه تداول المواد والطاقة.

مكونات النظام البيئي:

- المنتجين - الكائنات ذاتية التغذية (معظمها نباتات خضراء) هي المنتج الوحيد للمواد العضوية على الأرض. يتم تصنيع المواد العضوية الغنية بالطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي من مواد غير عضوية فقيرة بالطاقة (H 2 0 و C0 2).

- المستهلكين - الحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم، مستهلكة للمواد العضوية. يمكن أن يكون المستهلكون من الحيوانات العاشبة عندما يستخدمون المنتجين مباشرة، أو من الحيوانات آكلة اللحوم عندما يتغذىون على حيوانات أخرى. في السلسلة الغذائية يمكن أن يكون لديهم في أغلب الأحيان الرقم التسلسلي من I إلى IV.

- المحللون - الكائنات الحية الدقيقة غير المتجانسة (البكتيريا) والفطريات - مدمرات المخلفات العضوية والمدمرات. ويطلق عليهم أيضًا اسم منظمي الأرض.

المستوى الغذائي (الغذائي). - مجموعة من الكائنات الحية متحدة بنوع من التغذية. يتيح لنا مفهوم المستوى الغذائي فهم ديناميكيات تدفق الطاقة في النظام البيئي.

1. المستوى الغذائي الأول يشغله دائمًا المنتجون (النباتات)،
2. ثانيا - المستهلكين من الدرجة الأولى (الحيوانات العاشبة)،
3. ثالثًا - مستهلكو الدرجة الثانية - الحيوانات المفترسة التي تتغذى على الحيوانات العاشبة).
4. الرابع - مستهلكو الدرجة الثالثة (الحيوانات المفترسة الثانوية).

تتميز الأنواع التالية: السلاسل الغذائية:

في سلسلة المراعي (سلاسل الأكل) المصدر الرئيسي للغذاء هو النباتات الخضراء. على سبيل المثال: العشب -> الحشرات -> البرمائيات -> الثعابين -> الطيور الجارحة.

- حطامي تبدأ السلاسل (سلاسل التحلل) بالمخلفات - الكتلة الحيوية الميتة. على سبيل المثال: فضلات الأوراق -> ديدان الأرض -> البكتيريا. ميزة أخرى للسلاسل الحاتية هي أن المنتجات النباتية الموجودة بها غالبًا لا تستهلك مباشرة من قبل الحيوانات العاشبة، ولكنها تموت ويتمعدن بواسطة النباتات الرمية. تعتبر السلاسل الحاتية أيضًا من سمات النظم الإيكولوجية في أعماق المحيطات، حيث يتغذى سكانها على الكائنات الحية الميتة التي غرقت من الطبقات العليا من الماء.

العلاقات بين الأنواع في النظم البيئية التي تطورت خلال عملية التطور، حيث تتغذى العديد من المكونات على كائنات مختلفة وتكون نفسها بمثابة غذاء لمختلف أعضاء النظام البيئي. بعبارات بسيطة، يمكن تمثيل الشبكة الغذائية على أنها نظام السلسلة الغذائية المتشابكة.

الكائنات الحية في السلاسل الغذائية المختلفة التي تتلقى الغذاء من خلال عدد متساو من الروابط في هذه السلاسل نفس المستوى الغذائي. وفي الوقت نفسه، قد توجد مجموعات مختلفة من نفس النوع، المدرجة في سلاسل غذائية مختلفة مستويات غذائية مختلفة. يمكن تصوير العلاقة بين المستويات الغذائية المختلفة في النظام البيئي بيانياً على النحو التالي: الهرم البيئي.

الهرم البيئي

طريقة لعرض العلاقة بيانياً بين المستويات الغذائية المختلفة في النظام البيئي - هناك ثلاثة أنواع:

يعكس الهرم السكاني عدد الكائنات الحية في كل مستوى غذائي؛

ويعكس هرم الكتلة الحيوية الكتلة الحيوية لكل مستوى غذائي؛

يوضح هرم الطاقة كمية الطاقة التي تمر عبر كل مستوى غذائي خلال فترة زمنية محددة.

حكم الهرم البيئي

نمط يعكس الانخفاض التدريجي في الكتلة (الطاقة، عدد الأفراد) لكل حلقة لاحقة في السلسلة الغذائية.

الهرم العددي

هرم بيئي يوضح عدد الأفراد في كل مستوى غذائي. هرم الأرقام لا يأخذ في الاعتبار حجم وكتلة الأفراد، ومتوسط ​​العمر المتوقع، ومعدل الأيض، ولكن الاتجاه الرئيسي واضح دائمًا - وهو انخفاض عدد الأفراد من رابط إلى آخر. على سبيل المثال، في النظام البيئي للسهوب، يتم توزيع عدد الأفراد على النحو التالي: المنتجون - 150.000، والمستهلكون العاشبون - 20.000، والمستهلكون آكلة اللحوم - 9000 فرد / منطقة. يتميز التكاثر الحيوي للمرج بالعدد التالي من الأفراد على مساحة 4000 متر مربع: المنتجون - 5842424، المستهلكون العاشبون من الدرجة الأولى - 708624، المستهلكون آكلة اللحوم من الدرجة الثانية - 35490، المستهلكون آكلة اللحوم من الدرجة الثالثة - 3 .

هرم الكتلة الحيوية

النمط الذي بموجبه تكون كمية المادة النباتية التي تشكل أساس السلسلة الغذائية (المنتجة) أكبر بحوالي 10 مرات من كتلة الحيوانات العاشبة (المستهلكة من الدرجة الأولى)، وكتلة الحيوانات العاشبة 10 أضعاف أكبر من تلك الموجودة في الحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكون من الدرجة الثانية) أي أن كل مستوى غذائي لاحق له كتلة أقل بعشر مرات من المستوى السابق. في المتوسط، ينتج 1000 كجم من النباتات 100 كجم من جسم الحيوانات العاشبة. يمكن للحيوانات المفترسة التي تأكل الحيوانات العاشبة بناء 10 كجم من كتلتها الحيوية، والحيوانات المفترسة الثانوية - 1 كجم.

هرم الطاقة

يعبر عن نمط يتناقص بموجبه تدفق الطاقة تدريجياً وينخفض ​​عند الانتقال من رابط إلى رابط في السلسلة الغذائية. وهكذا، في التكاثر الحيوي للبحيرة، تنتج النباتات الخضراء - المنتجة - كتلة حيوية تحتوي على 295.3 كيلوجول/سم2، والمستهلكون من الدرجة الأولى، الذين يستهلكون الكتلة الحيوية النباتية، يخلقون الكتلة الحيوية الخاصة بهم التي تحتوي على 29.4 كيلوجول/سم2؛ يقوم مستهلكو الدرجة الثانية، الذين يستخدمون مستهلكي الدرجة الأولى في الغذاء، بإنشاء كتلة حيوية خاصة بهم تحتوي على 5.46 كيلوجول/سم2. يزداد فقدان الطاقة أثناء الانتقال من مستهلكي الدرجة الأولى إلى مستهلكي الدرجة الثانية، إذا كانت هذه حيوانات ذوات الدم الحار. يتم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن هذه الحيوانات تنفق الكثير من الطاقة ليس فقط لبناء الكتلة الحيوية، ولكن أيضا للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة. إذا قارنا تربية العجل والجثم، فإن نفس كمية الطاقة الغذائية المستهلكة ستنتج 7 كجم من لحم البقر و 1 كجم فقط من الأسماك، لأن العجل يأكل العشب، والجثم المفترس يأكل الأسماك.

وبالتالي، فإن النوعين الأولين من الأهرامات لهما عدد من العيوب الهامة:

يعكس هرم الكتلة الحيوية حالة النظام البيئي في وقت أخذ العينات وبالتالي يوضح نسبة الكتلة الحيوية في لحظة معينة ولا يعكس إنتاجية كل مستوى غذائي (أي قدرته على إنتاج الكتلة الحيوية خلال فترة زمنية معينة). لذلك، في حالة وجود أنواع سريعة النمو في عدد المنتجين، قد يتبين أن هرم الكتلة الحيوية مقلوب.

يتيح لك هرم الطاقة مقارنة إنتاجية المستويات الغذائية المختلفة لأنه يأخذ في الاعتبار عامل الوقت. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يأخذ في الاعتبار الفرق في قيمة الطاقة للمواد المختلفة (على سبيل المثال، يوفر 1 جرام من الدهون ما يقرب من ضعف الطاقة التي يوفرها 1 جرام من الجلوكوز). ولذلك، فإن هرم الطاقة يضيق دائمًا إلى الأعلى ولا ينقلب أبدًا.

اللدونة البيئية

درجة تحمل الكائنات الحية أو مجتمعاتها (التكاثر الحيوي) لتأثير العوامل البيئية. الأنواع البلاستيكية بيئيًا لديها مجموعة واسعة من معيار رد الفعل ، أي أنها تتكيف على نطاق واسع مع بيئات مختلفة (أسماك أبو شوكة وثعبان البحر، وبعض الأوليات تعيش في المياه العذبة والمالحة). لا يمكن أن توجد الأنواع المتخصصة للغاية إلا في بيئة معينة: الحيوانات البحرية والطحالب - في المياه المالحة وأسماك النهر ونباتات اللوتس وزنابق الماء والطحالب تعيش فقط في المياه العذبة.

عمومًا النظام البيئي (التكاثر الحيوي)وتتميز بالمؤشرات التالية:

تنوع الأنواع

كثافة مجموعات الأنواع ،

الكتلة الحيوية.

الكتلة الحيوية

الكمية الإجمالية للمادة العضوية لجميع أفراد التكاثر الحيوي أو الأنواع مع الطاقة الموجودة فيها. يتم التعبير عن الكتلة الحيوية عادة بوحدات الكتلة من حيث المادة الجافة لكل وحدة مساحة أو حجم. يمكن تحديد الكتلة الحيوية بشكل منفصل للحيوانات أو النباتات أو الأنواع الفردية. وبالتالي، فإن الكتلة الحيوية للفطريات في التربة هي 0.05-0.35 طن / هكتار، الطحالب - 0.06-0.5، جذور النباتات العليا - 3.0-5.0، ديدان الأرض - 0.2-0.5، الحيوانات الفقارية - 0.001-0.015 طن / هكتار.

في التكاثر الحيوي هناك الإنتاجية البيولوجية الأولية والثانوية :

ü الإنتاجية البيولوجية الأولية لل biocenoses- إجمالي إنتاجية عملية التمثيل الضوئي، والتي هي نتيجة نشاط الكائنات ذاتية التغذية - النباتات الخضراء، على سبيل المثال، غابة صنوبر عمرها 20-30 سنة تنتج 37.8 طن/هكتار من الكتلة الحيوية سنويًا.

ü الإنتاجية البيولوجية الثانوية لل biocenoses- إجمالي الإنتاجية الإجمالية للكائنات غيرية التغذية (المستهلكين) والتي تتشكل من خلال استخدام المواد والطاقة المتراكمة لدى المنتجين.

السكان. هيكل وديناميكية الأرقام.

يحتل كل نوع على وجه الأرض مكانًا محددًا يتراوحلأنه لا يمكن أن يوجد إلا في ظروف بيئية معينة. ومع ذلك، يمكن أن تختلف الظروف المعيشية ضمن نطاق نوع واحد بشكل كبير، مما يؤدي إلى تفكك الأنواع إلى مجموعات أولية من الأفراد - السكان.

سكان

مجموعة من الأفراد من نفس النوع، يشغلون منطقة منفصلة داخل نطاق النوع (مع ظروف معيشية متجانسة نسبيًا)، ويتزاوجون بحرية مع بعضهم البعض (يمتلكون مجموعة جينات مشتركة) ومعزولين عن المجموعات الأخرى من هذا النوع، ولديهم كل شيء الظروف اللازمة للحفاظ على استقرارها لفترة طويلة في ظل الظروف البيئية المتغيرة. الأكثر أهمية صفاتالسكان هي هيكلها (العمر، التركيب الجنسي) والديناميات السكانية.

في ظل التركيبة الديموغرافية يفهم السكان تكوينه الجنسي والعمري.

البنية المكانية السكان هي خصائص توزيع الأفراد في عدد السكان في الفضاء.

هيكل العمر يرتبط عدد السكان بنسبة الأفراد من مختلف الأعمار في عدد السكان. يتم تجميع الأفراد من نفس العمر في مجموعات - الفئات العمرية.

في الهيكل العمري لمجموعات النباتاتتخصيص الفترات التالية:

كامنة - حالة البذور؛

ما قبل التوليد (يشمل حالات البادرات والنباتات اليافعة والنباتات غير الناضجة والعذرية)؛

توليدي (ينقسم عادة إلى ثلاث فترات فرعية - الأفراد الشباب والناضجون والكبار)؛

ما بعد التوليد (يشمل حالات النباتات تحت الشيخوخة والشيخوخة ومرحلة الموت).

يتم تحديد الانتماء إلى حالة عمرية معينة من خلال العمر البيولوجي- درجة التعبير عن بعض الخصائص المورفولوجية (على سبيل المثال، درجة تشريح ورقة معقدة) والفسيولوجية (على سبيل المثال، القدرة على إنتاج ذرية).

في المجموعات الحيوانية من الممكن أيضًا التمييز بين الأنواع المختلفة المراحل العمرية. على سبيل المثال، تمر الحشرات التي تتطور بتحول كامل بالمراحل التالية:

اليرقات،

دمى,

إيماجو (حشرة بالغة).

طبيعة التركيبة العمرية للسكانيعتمد على نوع منحنى البقاء المميز لمجموعة سكانية معينة.

منحنى البقاءيعكس معدل الوفيات في مختلف الفئات العمرية وهو خط تنازلي:

1. إذا كان معدل الوفيات لا يعتمد على عمر الأفراد، فإن وفاة الأفراد تحدث بالتساوي في نوع معين، ويظل معدل الوفيات ثابتًا طوال الحياة ( النوع I ). يعتبر منحنى البقاء هذا من سمات الأنواع التي يحدث تطورها دون تحول مع استقرار كافٍ للنسل المولود. عادة ما يسمى هذا النوع نوع الهيدرا- يتميز باقتراب منحنى البقاء من الخط المستقيم.
2. في الأنواع التي يكون دور العوامل الخارجية في معدل الوفيات فيها صغيرًا، يتميز منحنى البقاء بانخفاض طفيف حتى سن معينة، وبعد ذلك يحدث انخفاض حاد بسبب الوفيات الطبيعية (الفسيولوجية) ( النوع الثاني ). إن طبيعة منحنى البقاء القريب من هذا النوع هي سمة مميزة للبشر (على الرغم من أن منحنى البقاء البشري أكثر تسطيحًا إلى حد ما ويقع بين النوعين الأول والثاني). ويسمى هذا النوع نوع ذبابة الفاكهة: هذا ما تظهره ذباب الفاكهة في الظروف المخبرية (لا تأكله الحيوانات المفترسة).
3. تتميز العديد من الأنواع بارتفاع معدل الوفيات في المراحل المبكرة من التطور. في مثل هذه الأنواع، يتميز منحنى البقاء على قيد الحياة بانخفاض حاد في الأعمار الأصغر. الأفراد الذين نجوا من العمر "الحرج" يظهرون معدل وفيات منخفض ويعيشون لأعمار أكبر. النوع يسمى نوع المحار (النوع الثالث ).

البنية الجنسية السكان

نسبة الجنس لها تأثير مباشر على تكاثر السكان واستدامتهم.

هناك نسب الجنس الابتدائية والثانوية والثالثية في السكان:

- نسبة الجنس الأولية تحدده الآليات الوراثية - توحيد اختلاف الكروموسومات الجنسية. على سبيل المثال، في البشر، تحدد الكروموسومات XY تطور الجنس الذكري، وتحدد الكروموسومات XX تطور الجنس الأنثوي. في هذه الحالة، تكون النسبة الأساسية بين الجنسين 1:1، أي أنها محتملة بنفس القدر.

- نسبة الجنس الثانوية هي نسبة الجنس عند الولادة (بين الأطفال حديثي الولادة). يمكن أن يختلف بشكل كبير عن الأول لعدد من الأسباب: انتقائية البويضات للحيوانات المنوية التي تحمل كروموسوم X أو Y، وعدم تكافؤ قدرة هذه الحيوانات المنوية على الإخصاب، وعوامل خارجية مختلفة. على سبيل المثال، وصف علماء الحيوان تأثير درجة الحرارة على النسبة الثانوية بين الجنسين في الزواحف. نمط مماثل نموذجي لبعض الحشرات. وهكذا، يتم ضمان الإخصاب في النمل عند درجات حرارة أعلى من 20 درجة مئوية، وفي درجات حرارة منخفضة يتم وضع البيض غير المخصب. ويفقس الأخير إلى الذكور، وتلك التي يتم تخصيبها في الغالب إلى الإناث.

- نسبة الجنس الثالث - نسبة الجنس بين الحيوانات البالغة.

البنية المكانية السكان يعكس طبيعة توزيع الأفراد في الفضاء.

تسليط الضوء ثلاثة أنواع رئيسية من توزيع الأفرادفي الفضاء:

- زي مُوحدأو زي مُوحد(يتم توزيع الأفراد بالتساوي في الفضاء، على مسافات متساوية من بعضهم البعض)؛ نادر في الطبيعة وغالبًا ما يحدث بسبب المنافسة الحادة بين الأنواع (على سبيل المثال، في الأسماك المفترسة)؛

- جماعيأو فسيفساء("مرقطون"، يتواجد الأفراد في مجموعات معزولة)؛ يحدث في كثير من الأحيان. ويرتبط بخصائص البيئة الدقيقة أو سلوك الحيوانات؛

- عشوائيأو منتشر(يتم توزيع الأفراد بشكل عشوائي في الفضاء) - لا يمكن ملاحظتها إلا في بيئة متجانسة وفقط في الأنواع التي لا تظهر أي ميل لتشكيل مجموعات (على سبيل المثال، خنفساء في الدقيق).

حجم السكان يُشار إليه بالحرف N. يُعبر عن نسبة الزيادة في N إلى وحدة زمنية dN / dtسرعة لحظيةالتغيرات في حجم السكان، أي التغير في العدد في الوقت ر.النمو السكانييعتمد على عاملين - الخصوبة والوفيات في غياب الهجرة والهجرة (يسمى مثل هذا السكان معزولين). الفرق بين معدل المواليد ب ومعدل الوفيات د هومعدل النمو السكاني المعزول:

الاستقرار السكاني

هذه هي قدرتها على أن تكون في حالة توازن ديناميكي (أي متنقل ومتغير) مع البيئة: تتغير الظروف البيئية ويتغير السكان أيضًا. أحد أهم شروط الاستدامة هو التنوع الداخلي. وفيما يتعلق بالسكان، فهذه آليات للحفاظ على كثافة سكانية معينة.

تسليط الضوء ثلاثة أنواع من اعتماد حجم السكان على كثافته .

النوع الأول (أنا) - الأكثر شيوعا، ويتميز بانخفاض النمو السكاني مع زيادة كثافته، وهو ما يتم توفيره من خلال آليات مختلفة. على سبيل المثال، تتميز العديد من أنواع الطيور بانخفاض الخصوبة (الخصوبة) مع زيادة الكثافة السكانية؛ زيادة معدل الوفيات، وانخفاض مقاومة الكائنات الحية مع زيادة الكثافة السكانية؛ التغير في العمر عند البلوغ حسب الكثافة السكانية.

النوع الثالث ( ثالثا ) هي سمة من سمات المجموعات السكانية التي يُلاحظ فيها "تأثير المجموعة"، أي أن كثافة سكانية مثالية معينة تساهم في تحسين البقاء والتطور والنشاط الحيوي لجميع الأفراد، وهو أمر متأصل في معظم الحيوانات الجماعية والاجتماعية. على سبيل المثال، لتجديد مجموعات الحيوانات من جنسين مختلفين، على الأقل، يلزم وجود كثافة توفر احتمالًا كافيًا للقاء ذكر وأنثى.

المهام الموضوعية

أ1. تشكل التكاثر الحيوي

1) النباتات والحيوانات

2) الحيوانات والبكتيريا

3) النباتات والحيوانات والبكتيريا

4) الأراضي والكائنات الحية

أ2. مستهلكو المواد العضوية في التكاثر الحيوي للغابات هم

1) شجرة التنوب والبتولا

2) الفطر والديدان

3) الأرانب البرية والسناجب

4) البكتيريا والفيروسات

أ3. المنتجون في البحيرة

2) الضفادع الصغيرة

A4. تؤثر عملية التنظيم الذاتي في التكاثر الحيوي

1) نسبة الجنس في مجموعات الأنواع المختلفة

2) عدد الطفرات التي تحدث في السكان

3) نسبة المفترس والفريسة

4) المنافسة بين الأنواع

أ5. يمكن أن يكون أحد شروط استدامة النظام البيئي

1) قدرتها على التغيير

2) مجموعة متنوعة من الأنواع

3) التقلبات في عدد الأنواع

4) استقرار الجينات في السكان

أ6. تشمل المحللات

2) الأشنات

4) السرخس

أ7. إذا كانت الكتلة الإجمالية التي يتلقاها مستهلك من الدرجة الثانية هي 10 كجم، فما الكتلة الإجمالية للمنتجين الذين أصبحوا مصدر الغذاء لهذا المستهلك؟

أ8. أشر إلى السلسلة الغذائية الفتاتية

1) الذبابة – العنكبوت – العصفور – البكتيريا

2) البرسيم – الصقر – النحلة – الفأر

3) الجاودار – الحلمة – القط – البكتيريا

4) البعوض – العصفور – الصقر – الديدان

أ9. المصدر الأولي للطاقة في التكاثر الحيوي هو الطاقة

1) المركبات العضوية

2) المركبات غير العضوية

4) التخليق الكيميائي

1) الأرانب البرية

2) النحل

3) مرض الدج الميداني

4) الذئاب

أ11. في نظام بيئي واحد يمكنك أن تجد البلوط و

1) غوفر

3) قبرة

4) ردة الذرة الزرقاء

أ12. شبكات الطاقة هي:

1) التواصل بين الوالدين والأبناء

2) الروابط العائلية (الوراثية).

3) التمثيل الغذائي في خلايا الجسم

4) طرق نقل المواد والطاقة في النظام البيئي

أ13. يعكس الهرم البيئي للأرقام ما يلي:

1) نسبة الكتلة الحيوية عند كل مستوى غذائي

2) نسبة كتل الكائن الحي عند مستويات غذائية مختلفة

3) هيكل السلسلة الغذائية

4) تنوع الأنواع على مستويات غذائية مختلفة