Разнообразие экосистем

Антропогенная деятельность всегда направлена на экосистемы, вне которых нет жизни на Земле, В противоположность техногенным объектам, стабильность экосистемы и ее устойчивость при внешнем воздействии увеличивается с ростом ее сложности и наоборот. Обеднение видового разнообразия флоры и фауны при антропогешюм воздействии (см.) понижает стабильность экосистемы. Структурно упрощенные экосистемы, в частности природные деградирующие или созданные человеком (например, сельскохозяйственные угодья), становятся весьма уязвимыми даже к слабому воздействию абиотических (климатических) факторов. Поэтому любой процесс антропогенного воздействия на экосистему ведет к ее изменениям, экологическому кризису, частичной или полной деградации и гибели, [c.408]

Для исследования числа и активности микробных популяций в различных экосистемах разработаны многочисленные методологические подходы. При изучении микроорганизмов в природных образцах (общее число, число сообществ, их метаболические активности) репрезентативные части образца анализируют и результаты проецируют на сообщество в целом или экосистему. Термин репрезентативный означает, что проба должна отражать разнообразие и плотность организмов общего местообитания, из которого взята проба. Во многих местообитаниях распределение микроорганизмов не гомогенное, а скорее кластерное. Поэтому любая взятая проба, несомненно, точечная по отношению к изучаемому местообитанию —пространству, может содержать много и мало микроорганизмов, что приведет к неверной экстраполяции результатов. Это особенно верно для микроорганизмов, которые живут в условиях микроокружения, о чем экспериментатор может во время отбора пробы и не догадываться. Обработка сложных проб, приготовленных из собранных индивидуальных проб с использованием специальных смесителей, может минимизировать ошибку. Уровень достоверности при экстраполяции данных соот- [c.249]

Какое значение имеет видовое богатство экосистемы для отдельных видов, составляющих сообщество Насыщенность и больщое видовое разнообразие экосистемы, вероятнее всего, указывают на существование в ней острой конкуренции — в первую очередь среди организмов, способных эффективно использовать ресурсы узкой экологической ниши. В ненасыщенных [c.281]

Вследствие огромного разнообразия экосистем и условий их функционирования каждая конкретная экосистема обладает выраженной уникальностью и поэтому требует индивидуального подхода к оценке ее состояния и прогнозу ее динамики. [c.374]

Численность и разнообразие микроорганизмов в экосистемах. В нормальных условиях в почве или в воде развивается большое число видов. Нормальными условиями мы считаем нейтральное значение pH, обилие питательных веществ и высокое содержание воды. Чем больше условия в экосистеме отклоняются от нормальных, т. е. чем более экстремальными будут химические и физические характеристики среды, тем меньше будет разнообразие видов, но зато выше численность особей, относящихся к одному и тому же виду. Такие взаимоотношения между числом видов и числом особей, с одной стороны, и степенью экстремальности условий-с другой, наблюдаются во многих экосистемах, например в горячих источниках, соленых озерах, кислых шахтных водах, в кишечнике и в сухих почвах. В экстремальных экосистемах преобладают те организмы, которые полностью приспособились к своему местообитанию и не растут, если соответствующий экстремальный фактор проявляется в меньшей степени. Это относится к крайне термофильным, психрофильным, галофильным, алкалифильным, осмофиль-ным и другим экстремофильным микроорганизмам. [c.504]

Когда у позвоночных клетки таких тканей, как кожа, кровь или легкие, изнашиваются я гибнут, их место занимают новые клетки соответствующего типа. Таким образом, взрослый организм можно уподобить стабильной экосистеме, в которой одно поколение особей сменяется другим, но в целом организация системы остается неизменной. Эта глава посвящена проблемам сохранения и обновления тканей у высших позвоночных-в ней мы в какой-то мере познакомимся с поразительным разнообразием структур, функций и жизненных циклов специализированных клеток у этих животных. [c.131]

Из изложенного выше следует, что можно ожидать увеличения стрессового воздействия загрязнителей, представляющего опасность для растительности на больших территориях. Поэтому в комплекс работ, проводимых в области изучения динамики популяций и син-экологии, должны входить исследования атмосферного загрязнения. Такие исследования позволяют выяснить изменения, возникающие в межвидовых взаимодействиях и в отношениях между живыми существами и средой их обитания в наземных и водных экосистемах под действием атмосферных загрязнителей. Лишайниковые пустыни в больших городах и промышленных районах, равно как уменьшение разнообразия видов лишайниковых популяций в менее загрязненных областях, свидетельствуют об очень большой чувствительности реакций некоторых групп этих организмов к внешним воздействиям. Систематический автоматический контроль состояния флоры и фауны на больших территориях становится все [c.164]

Очевидное определение биологического разнообразия — это количество различных форм живого. Однако данное понятие можно рассматривать в разных масштабах. Можно, например, стремиться к максимальному внутривидовому разнообразию, являющемуся гарантией адаптации к меняющимся условиям. При этом главное внимание придется уделять обособившимся генетически подвидам или субпопуляциям, например устойчивым к тяжелым металлам линиям обычных злаков. Можно, однако, делать упор на сохранении филогенетического разнообразия, т. е. на сохранении видов, не имеющих близких таксономических родичей. Это поможет понять ход эволюции, и, вероятно, обнаружить какие-то уникальные свойства этих видов. Не менее важно также сохранить природные сообщества и экосистемы в целом чем большую часть функционирующей биосферы удастся оставить нашим потомкам, тем богаче будет флора и фауна Земли и меньше угроза вымирания. [c.436]

Решение уравнений с запаздыванием раскрывает разнообразие динамических режимов в экосистемах и, в частности, показывает условия возникновения колебаний численности. Обшая причина возникновения колебаний здесь та же, что и в системе, регулируемой петлей обратной связи, в которой происходит существенная задержка "ограничительного сигнала". Это и имеет место в популяции, где самоограничение численности д в данный момент t происходит с задержкой Т во времени за счет жизнедеятельности взрослых особей в предыдущий момент t - Т. Это особенно проявляется в системах, где продолжительность задержки в петле обратной связи превышает собственное характерное время системы. В экосистемах (5.11)-(5.12) при Т 1/е (1/е собственное время системы) могут возникнуть нарастающие колебания, хотя уравнение без запаздывания никаких колебаний численности не дает (см. рис. 5.1). В зависимости от параметров колебания могут носить регулярный периодический или, наоборот, хаотический характер, при котором частота и [c.56]

На первых страницах этой книги уже говорилось, что в настоящее время описано свыше полумиллиона ныне существующих видов растений и свыше миллиона видов животных. Сколь ни велики эти числа, они, возможно, соответствуют лишь половине действительно существующих на земле видов организмов. Мы говорили также, что число видов, которые когда-то существовали, а ныне вымерли, вероятно, на порядок выше. В пяти последних главах обсуждались некоторые процессы и механизмы, участвующие в создании и поддержании этого огромного разнообразия организмов, однако недостаток места заставил нас опустить многие важные темы. Мы не касались вопроса о потоке энергии в экосистеме, не пытались выяснить, представляет ли собой разнообразие постоянное или преходящее явление. Точно так же мы не рассматря [c.422]

Многие тропические области отличаются обилием и видовым разнообразием растений и животных. В то время как в экосистемах умеренного климата нередко доминируют многочисленные особи только нескольких видов, тропические экосистемы часто состоят из многих видов, каждый из которых представлен небольшим числом особей. Именно так обстоит дело во влажном тропическом лесу. [c.128]

Природа часто сама идет нам навстречу в этом деле. Известно, что в любой экосистеме можно выделить некое ядро, состоящее из немногих видов — доминантов, выполняющих основную геохимическую работу и работу по накоплению биомассы, а многочисленные виды — сателлиты поддерживают эту деятельность. Именно таким образом реализуется организованная разнородность . Если же биоценоз подвергся сильному воздействию извне, число доминирующих видов снижается, и работа по поддержанию природного равновесия ложится теперь уже на плечи одного-двух из них. Такое упрощение биоценоза могло бы привести к его гибели, ибо какое уж тут разнообразие [c.228]

Региональные и локальные нарушения стабильности и устойчивости природных экосистем возникают при попадании в окружающую среду синтетических соединений, оказывающих токсическое воздействие на природные экосистемы и одновременно снижающих активность процессов самоочищения. Они изменяют также структуру биоценозов, снижают их видовое разнообразие, обедняют экосистемы, способствуют появлению устойчивых к пестицидам популяций вредителей. [c.185]

При избытке азота, фосфора или углерода в результате усиления биологической активности наблюдается перегрузка водоемов мертвыми растительными остатками и продуктами разложения, ухудшаются условия для естественного самоочищения. Отмершие остатки затрудняют проникновение света в глубь воды и замедляют фотосинтез. Осаждаясь, суспензии заиливают дно, вследствие чего задерживается развитие или прекращается жизнедеятельность донных микроорганизмов, участвующих в самоочищении вод. Эти процессы особенно заметны в водоемах с медленным течением или в непроточных (водохранилища, озера). При усиленном росте водной растительности прибрежных мелководий водоемы зарастают и нарушается водообмен. Преимущественное развитие в таких условиях лишь нескольких видов приводит к уменьшению видового разнообразия водоема богатую экосистему, основанную на бентосной растительности, сменяет простая, основанная на фитопланктоне. В итоге водоем как естественная экосистема перестает существовать. [c.197]

Содержание различных форм железа в природных водах может существенно меняться в зависимости от величины pH, окислительно-восстановительного потенциала, наличия органических веществ, процессов комплексообразования, седиментации, гидролиза железа. На ряд гидробионтов недостаток или избыток этого элемента оказывает угнетающее действие. Разнообразие форм железа (Ре , Ре , в воде, во взвеси и донных отложениях), динамика их превращений и значимость железа для биотических процессов обусловили включение его в химико-экологическую характеристику состояния водной экосистемы. Важно определять разные формы железа. ПДК железа в водных объектах рыбохозяйственного назначения составляет 0,1 мг/л, в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения - 0,3 мг/л. [c.26]

Климакс (от греч. klimax - высшая точка, кульминация) -стабильное конечное состояние сообщества (экосистемы), в котором сообщество поддерживает себя неопределенно долго, все внутренние его компоненты уравновешены друг с другом. Кли-максовое сообщество находится в равновесии с окружающей средой на максимально высоком уровне энергии и разнообразия. [c.235]

Важным элементом экосистемы является водная среда. Вследствие изотропности водной среды физико-химические факторы в ней варынруют в меньших пределах и с меньшей скоростью, чем на суше. Процессы конвекции и диффузии растворимых субстанций способствуют унификации абиотических факторов, что лимитирует разнообразие возможных обитателей и затрудняет определение границ крупных био-мов (т.е. солружества живых организмов, населяющих географические зоны). Термин "лимнические экосистемы" обозначает совокупность проточных, озерных и стагнирующих континентальных вод. Эти экосистемы подразделяются на застойные (озера, пруды, болота), где обновление воды происходит очень медленно, проточные (реки, потоки и т.д.), где движение воды быстрое. В застойных экосистемах содержание растворенного кислорода понижено (озера, болота) вследствие слабого движения воды. Это делает их уязв1 мыми по всякому загрязнению органическими веществами. [c.13]

В глобальном масштабе наиболее яркими чертами современного земледелия являются разнообразие и изменения, которым способствуют три основные группы факторов географические, климатические, уровень экономического и технического развнтпя и демография. Эти факторы определяют различное состояние агротехники, а также различные цели и проблемы развития. Все это разнообразие охватывается глобальной и постоянно меняющейся экосистемой, подчиненной человеку и регулируемой им и связанной воедино постоянно меняющимися э1 ономикой, торговлей и политическими отношениями, а также непрерывно совершенствующимся обменом информацией, благодаря которолгу идеи и проекты, особенно касающиеся изменений и улучшений для человеческой расы, распространяются даже быстрее, чем деньги, товары и люди. Это хорошо сформулировано Г. Хантером транзистор висит на шее осла [11]. [c.27]

Несмотря на разнообразие микроорганизмов, осуществляющих азотфиксацию, ферментный комплекс нитрогеназы одинаков и у анаэробов, и у аэробов. Один из ее отличительных признаков — чрезвычайная чувствительность к наличию кислорода. Поэтому у аэробных микроорганизмов существует проблема защиты нитрогеназы от кислорода. Разные микроорганизмы решают ее разными путями. У цианобактерий имеются специализированные клетки-гетероцисты, в которых нет ФС II и поэтому при фотосинтезе не образуется кислород, а толстая клеточная стенка препятствует его диффузии снаружи. Активная оксидазная система тут же восстанавливает проникший кислород. У азотобактера сильно развита слизистая капсула, препятствующая проникновению кислорода, и уникальная оксидазная система с очень высоким сродством к О2 (Км= 10" —10 , т.е. в 10— 100 раз выше обычной), не допускающая метаболический кислород к нитрогеназе. Обнаружено, что некоторые свободноживущие аэробы обладают нитрогеназой, белковая часть которой имеет особую конформацию, менее чувствительную к О2. Некоторые аэробные азотфиксаторы выбирают мик-роаэрофильные местообитания или сосуществуют в экосистемах с организмами, активно потребляющими кислород. Факультативные анаэробы фиксируют азот только в анаэробных условиях. Наиболее изощренная защита нитрогеназы обнаружена у клубеньковых бактерий, которые снабжают растение связанным азотом. Растение же защищает бактероиды и дает им продукты фотосинтеза — органические вещества. Для защиты нитрогеназы в клубеньках синтезируется леггемоглобин — самый высокочувствительный к кислороду белок-оксидаза. Леггемоглобин реагирует с наномолярны-ми количествами кислорода. Интересно, что синтез этого соединения происходит совместно белковую часть образует растение, а гем синтезирует бактероид. На срезах клубеньков леггемоглобин выделяется красным цветом. [c.213]

Эволюционный (исторический) подход. Изучая изменения экосистем, сообществ, популяций и местообитаний во времени, мы можем понять причины этих изменений, что создает основу для более или менее достоверных прогнозов на будущее. Эволюционная экология занимается изменениями, происходящими в геологических временных масштабах. Ее интересует, скажем, влияние таких событий, как образование горных хребтов, на формирование и распространение видов и таксонов. Она может ответить, например, на вопрос, почему кенгуру водятся только в Австралии или почему в дождевых тропических лесах встречается такое разнообразие видов. Она помогает понять, какие факторы привели к образованию и вымиранию того или иного вида, а на более детальном уровне — объяснить происхождение тех или иных особенностей морфологии вида или репродуктивной стратегии. Палеоэкология применяет знания, накопленные при изучении современных экосистем, к ископаемым организмам. Она пытается реконструировать экосистемы прошлого и, в частности, понять, как функционировали экосистемы и сообщества до вмешательства человека. Историческая экология занимается антропогенными изменениями в экосистемах, т. е. влиянием на экосистемы развивающихся технологий и культуры людей. Осознание того, что человек — это основной фактор, оказывающий разрушительное воздействие на окружающую среду, жизненно необходимо для ее охраны. При этом, особенно в плане экономического обоснования тех или иных природо- [c.384]

На поздних стадиях сукцессии в формировании струкгуры сообщества главную роль начинают играть биотические взаимодействия, которые становятся более сложными (разд. 10.7.5), что неудивительно, поскольку возрастает видовое разнообразие. Так, дождевые тропические леса, относящиеся к древнейшим климаксным экосистемам, славятся многочисленностью своих видов и высочайшей специализацией их взаимоотношений. [c.411]

За изменениями, связанными с эвтрофикацией, можно следить биологическими и химическими методами. Такие регулярные наблюдения, т. е. мониторинг, позволяют вовремя принять адекватные меры, предотвращающие катастрофическую деградацию экосистемы. Выявить начав-щуюся эвтрофикацию можно по изменению состава фитопланктона, например по его уча-стивщемуся цветению , вызываемому цианобактериями. Для эвтрофных вод характерно низкое видовое разнообразие фитопланктона при высоком обилии нескольких кодоминантов. [c.426]

Важное эволюционное значение могли иметь и мозаичные экосистемы, н границы между биотопами, так как экотоны нередко дают животным возможность осваивать местность за пределами тех биотопов, границей которых они, собственно говоря, и являются. Это — экологические ниши, к которым особенно хорошо подходят животные, толерантные к широкому разнообразию биотопов и условий существования (эвритопные организмы, к числу которых относятся и гоминиды). И наконец, палеоэкологический сдвиг мог действовать и как дестабилизирующий отбор, открывая njrrb к эволюционным изменениям. [c.150]

Проведенный анализ вопроса о видовом богатстве экосистемы заставляет предполагать, что африканские сообщества,, в состав которых входили ранние гоминиды, по всей вероятности, были сравнительно богаты видами млекопитающих. Ими, безусловно, богаты и современные африканские саванновые экосистемы. По данным Эйзенберга (Eisenberg, 1981, р. 219), видовая плотность млекопитающих в Восточной Африке достигает 1,98х 10 Vkm . Столь же высокое видовое разнообразие, сравнимое с соответствующим средним показателем для тропиков (0,76X10 /km ), отмечается и на уровне семейств и родов (Maglio, 1978). [c.282]

Ответ на этот вопрос дает сравнение видового богатства ископаемых сообществ с видовым разнообразием современных экосистем. Такое сравнение, очевидно, заставляет задуматься о том, в какой степени ископаемые отражают реальный состав живых организмов той эпохи, к которой они относятся. Это связано с объемом выборки, образованием палимпсеста и разной сохранностью остатков все эти факторы необходимо учитывать при интерпретации экологического сходства и различия между экосистемами. В общем современные экосистемы богаче видами, чем ископаемые (рис. 9.2). Среднее число видов в восточно-африканских заповедниках составляет 70,2, что выше соответствующего показателя для большинства ископаемых сообществ. Отчасти, однако, такое положение вещей может быть связано с размерами животных. Известно, что мелкие животные реже подвергаются фоссилизации, чем крупные (Behrensmeyer, De hant Boaz, 1980), и, следовательно, в ископаемых скоплениях представлены слабее. Если современные и ископаемые экосистемы рассматривать без мелких животных, различия между показателями их видового разнообразия в значительной мере сглаживаются— в среднем 46,8 и 35,9 видов для современных [c.282]

Рис. 9.7. Моделирование влияния, которое оказывает образование палимпсеста на экологическое разнообразие. Метод заключается в сведении воедино перечней видов, характерных для различных восточноафриканских экосистем, и анализе общего видового разнообразия результирующего> сообщества. Каждая кривая соответствует одному такому сведению воедино состава фауны 10 различных экосистем. Предполагается, что эти операции с экосистемами имитируют влияние долгосрочных экологических изменений на процесс фоссилизации. Использовались перечни современного фаунистического состава национальных парков и заповедников Восточной Африки. Сообщества животных для каждого сведения воедино выбирались наугад (по УиИат8, 1971)

Чем больше 8н, тем устойчивее считается сообщество. Для сообщества с большими значениями 8н удаление из него какого-либо вида меньше меняет его состав и структуру. Обеднение экосистем сокращением численности особей или видов нарушает их устойчивость. Следовательно, наименее сбалансированы экосистемы и ценозы, которые включают монокультуру или относительно небольшое число видов или их группировок, т.е. ценозы с короткими трофическими цепями. Это особенно характерно для ценозов природных экосистем с небольшим видовым разнообразием, сложившихся в условиях чрезвычайного избытка или дефицита тепла и влаги, неблаго- [c.47]

При повышенных концентрациях тяжелых металлов изменяется структура и видовое разнообразие микробоценоза экосистемы чувствительные к металлам виды исчезают, а оставшиеся адаптируются и занимают освободившиеся экологические ниши. В почве к воздействию тяжелых металлов наиболее устойчивы грибы-микромицеты. Они доминируют в почвах, загрязненных металлами, и снижают их токсичное действие. [c.481]

В нормально работающем биофильтре общая толщина слоя биопленки может составлять от нескольких микрон в верхних его слоях до 3—6 мм в нижних. При большей толщине слоя биопленки часто наблюдается прекращение потребления ею кислорода, вследствие чего возникают процессы гниения. Показателем жизнестойкости экосистемы биофильтра является большое разнообразие видового состава биопленки. [c.95]

Биоразнообразие является базовой парадигмой мониторинге исследований (Меггаран, 1984). Хотя вряд ли сейчас умес безоговорочная и прямолинейная интерпретация известг утверждения Элтона разнообразие порождает стабильность (Е 1958), снижение разнообразия в некотором пространствег временном масштабе конкретного местообитания действительно мс привести к потере устойчивости экосистемы. [c.50]

Гомеостатические свойства бтосистем развиваются при усложнении структуры системы, возникающем в эволюционном процессе. Чем сложнее биосистема, тем лучше могут быть ее гомеостатические свойства. К такому результату приводит наложение активной регуляции на пассивные механизмы управления в организме и его системах, разветвленная структура метаболических путей в клетке, разнообразие и связанная с ним сложная сеть регулирующих цепей в экосистеме. [c.64]

Мнения об устойчивости экосистем и степени их интегрированности отличаются разнообразием с одной стороны, практически общепринятым является представление о том, что интегрированность экосистемы и связанная с нею устойчивость прямо зависят от их сложности (Лекявичус, 1986, с. 158—159 Одум, 1975 Работнов, 1983). С другой, С. М. Разумовский (1981), обсуждая этот вопрос, подчеркнул (с. 53), что возрастания устойчивости сообществ к нарушениям их структуры по мере сукцессии не происходит. В то же время климакс лучше, чем любая предшествующая стадия, способен к демпфированию колебаний абиотических факторов, таких как перепады температуры, влажности и т, п. [c.230]

Определяющим экосистемным фактором является не биопродуктивность, а консервативность видового разнообразия, так как частотные коды высокоорганизованных организмов являются резонансным отражением полевой активности всех элементов экосистемы и, в особенности, кодов микроорганизмов, сформировавшихся на ранних стадиях эволюции. Высокоорганизованный организм не может устойчиво существовать при отсутствии любого из базового набора кодов, т.е. его функций. [c.350]

Вторичные продуценты озерной биоты при антропогенном эвтрофирования, так же как и фитопланктон, испытывают влияние сохраняющихся морфометрических и гидрофизических особенностей экосистемных процессов больших олиготрофных озер. Наиболее разнообразны и продуктивны сообщества зоопланктона в прибрежной и деклинальной зонах и летнем эпилимнионе глубоководных частей акватории. Продуктивность же и видовое разнообразие беитичебких сообществ ограничены как глубинами, так и удаленностью от берегов. Перестройка всех компонентов биоты в первую очередь проявляется в мелководных зонах, любые изменения в составе и уровне количественного развития биологических сообществ в глубоководных районах — свидетельства значительных нарушений трофических связей в экосистеме. [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология