Экотип

Примеры [ править ]

Rangifer tarandus caribou , представитель лесного экотипа.

Тундровый северный олень и лесной северный олень являются двумя экотипами северного оленя . Первые мигрируют (проходя 5000 км) ежегодно между двумя средами в большом количестве, тогда как другие (которых гораздо меньше) остаются в лесу на лето. В Северной Америке вид Rangifer tarandus (местно известный как карибу), был подразделен Банфилдом на пять подвидов в 1961 году. Карибу классифицируются по экотипу в зависимости от нескольких поведенческих особенностей. факторы – преимущественное использование местообитаний (северные, тундровые, горные, лесные, бореальные леса, лесожилья), расселение (рассеянное или агрегированное) и миграция (оседлая или мигрирующая). Например, подвид Rangifer tarandus caribou отличается рядом экотипов, включая бореальных лесных карибу , горных лесных карибу и мигрирующих лесных карибу (таких как мигрирующее стадо карибу реки Джордж в регионе Унгава в Квебек).
Arabis fecunda , травянистое растение, эндемичное для некоторых известковых почв Монтаны, США, можно разделить на два экотипа. Одна «низкогорная» группа живет у земли в засушливой и теплой среде и, таким образом, выработала значительно большую устойчивость к засухе, чем «высокогорная» группа. Два экотипа разделены горизонтальным расстоянием около 100 км.
Принято считать, что дельфин Тукукси имеет два экотипа — речной экотип, встречающийся в некоторых реках Южной Америки, и пелагический экотип, встречающийся в южной части Атлантического океана. Точно так же принято, что обыкновенный дельфин-афалина имеет два экотипа в западной части Северной Атлантики. нужна ссылка
Зяблик — камышевка и зяблик с Кокосовых островов рассматриваются как отдельные экотипы.
Сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris ) имеет 20 различных экотипов на территории от Шотландии до Сибири, и все они способны к скрещиванию.
Различия экотипов могут быть тонкими и не всегда требуют больших расстояний; было замечено, что две популяции одного и того же вида улиток Helix , разделенные всего несколькими сотнями километров, предпочитают не скрещиваться друг с другом, т. е. отвергают друг друга как брачных партнеров. Это событие, вероятно, происходит во время процесса ухаживания, который может длиться часами. нужна ссылка

[править] Потоки вещества и энергии в экосистемах

Принципиальная схема потоков вещества и энергии в экосистеме, на примере системы ручьев Сильвер Спринг. По Одуму, 1971 Сейчас отсутствует полное понимание всех вещественных и энергетических процессов внутри экосистемы, в большей части исследований либо вся экосистема, либо некоторые её части выступают в качестве «чёрного ящика».

Продуктивность экосистем

Для характеристики продуктивности экосистем используют следующие понятия:

Первичная продукция сообщества (или первичная биологическая продукция) — образование биомассы продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади. Первичная продукция разделяется на валовую первичную продукцию (продукцию фотосинтеза без затрат на дыхание) и чистую первичную продукцию (разница между валовой первичной продукцией и затратами на дыхание).
Чистая продуктивость сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами, вычисляется за вегетационный период либо за год. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивости сообщества стремится к нулю (см. концепцию климаксных сообществ).
Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов.

Энергетические соотношения в экосистемах (экологические эффективности)

Существуют основные характеристические соотношения:

Соотношения B/R (биомасса к дыханию) иP/R (продуктивность к дыханию). Cоотношение (B/R) показывает необходимое количество энергии, затрачиваемой на поддержание существующей биомассы. Cоотношение (P/R) характеризует эффективность затрачиваемой энергии (дыхания) на производство биомассы (продуктивность). График изменения соотношения P/B в экосистемах (по А. К. Бродскому, 2002)
Соотношения A/I (ассимилированная энергия к поступившей) иP/A (продуктивность к ассимилированной энергии). Соотношение A/I называется эффективностью ассимиляции, а второе P/A — эффективностью роста тканей.
Соотношение P/B (суммарная продуктивность сообщества к его биомассе). Коэффициент P/B безразмерен и может рассчитываться как продукция за определённый промежуток времени к средней за этот промежуток биомассе, или в конкретный момент времени как продуктивность в этот момент к существующей биомассе. Это соотношение обычно намного больше единицы в молодых сообществах, но с ростом числа видов и приближением к климаксному сообществу этот коэффициент стремится к единице.

Самовоспроизводимость

Если хорошо подумать над вопросом о том, каково основное свойство экосистем, то можно прийти к выводу, что и самовоспроизводимость не менее важное условие их существования. Ведь без постоянного воспроизведения таких компонентов, как:

организмы;
почвенный состав;
прозрачность воды;
кислородный компонент воздуха и прочее.

Сложно говорить об устойчивости и саморегуляции

Для того же, чтобы биомасса постоянно возрождалась и численность поддерживалась, важно наличие достаточного количества еды, воды, а также благоприятные условия жизни. Внутри любой экосистемы происходит постоянная замена старых особей на молодых, больных на здоровых, сильных и выносливых

Это нормальное условие существования любой из них. Это возможно только при условии своевременной самовоспроизводимости.

Проявление свойств экосистемы подобного рода — это залог генетического сохранения аллелей каждого вида. Иначе целые роды и типы, классы и семейства живых существ подвергались бы исчезновению без последующего восстановления.

Воздействие экотуризма на природу

Антропогенная нагрузка отрицательно воздействует на хрупкие экосистемы ООПТ. Влияние экотуризма на природные ландшафты бывает прямое и косвенное.

Прямое воздействие

На почву. Эрозия, уплотнение, истощение питательного, гумусного слоя вследствие вытаптывания.
На флору. Уменьшение видового разнообразия из-за сбора растений.
На фауну. Снижение численности редких животных, лишившихся мест выведения потомства из-за шума, повышенного внимания со стороны групп отдыхающих.

Косвенное воздействие

Загрязнение окружающей среды в результате антропогенной нагрузки.
Искусственное разведение и реинтродукция млекопитающих для демонстрации их отдыхающим, вытесняющее с мест обитания реликтовые и эндемичные виды.
Изменение исконной среды обитания.

Несмотря на сложности и несовершенство законодательства, у экотуризма хорошие перспективы для развития в России. Ухудшающаяся экологическая обстановка, увеличение техногенной нагрузки заставляют бережно относиться к природе. Экологический туризм – единственное направление рекреационной индустрии, стремящееся одновременно сохранить в первозданном виде естественные ландшафты, являющиеся национальным достоянием и поднять экономику посещаемых республик.

Законы экологии

Как вы уже догадались, экология – это широкое понятие, охватывающее множество вопросов, связанных со средой обитания и ее чистотой. Но почему мы так часто слышим слова, составленные с приставкой “эко”, и понимаем их как чистоту, здоровье, безопасность? Ничего сложного! В конце концов, основная идея экологии как науки заключается в поиске решений для сохранения красоты и здоровья природы. Эколог – это человек, который изучает влияние каких-либо процессов, веществ, вещей на окружающий мир и живые организмы. Поэтому, когда кто-то говорит “экология”, он имеет в виду чистоту окружающей среды. Когда мы произносим любое слово с приставкой “эко”, мы подразумеваем, что это что-то чистое, безопасное и полезное для нашего здоровья. Исключение составляют специфические термины, используемые в научном сообществе. Более поздние работы многочисленных экологов задают не менее значимую программу эколого-эволюционных исследований, в которых анализируются адаптации видов на основе строения и функции органов животных, раскрываются сложные взаимоотношения между организмами и окружающей средой, устанавливаются их специфические связи. Широкое использование методов математического анализа и количественного исчисления, акцент на изучении уровней популяций, исследование совокупности экологических связей и отношений, интегративный характер обобщений, содержащихся в работах экологов, послужили теоретической основой для дальнейшего развития Э. Классические исследования многих авторов способствовали развитию проблемы эволюционной экологии, которая синтезирует большой объем эмпирических данных о различных компонентах биосферы и формах ее взаимодействия с биотическими, абиотическими и экологическими организмами. Сложность предмета исследования Э., обращение к ее проблемам специалистов различных областей, исключительная полезность ее проблем в жизни человека определили ведущую роль этой науки среди других наук. * В сочетании с многогранной физической средой экология становится наукой, охватывающей чрезвычайно широкий круг вопросов.

Структура

Состав и свойства экосистем определяют и их структуру. Какое строение имеет биогеоценоз? Очевидно, что оно включает в себя все основные звенья (как живые, так и абиотические)

Также важно, что в целом вся структура представляет собой замкнутый цикл, что еще раз подтверждает основные свойства экосистем

Существует два основных крупных звена любого биогеоценоза.

1. Экотоп — совокупность факторов абиотической природы. Он, в свою очередь, представлен:

климатопом (атмосфера, влажность, освещенность);
эдафотопом (почвенный грунтовый компонент).

2. Биоценоз — совокупность всех типов живых существ в данной экосистеме. Включает в себя три основных звена:

зооценоз — все животные существа;
фитоценоз — все растительные организмы;
микробоценоз — все бактериальные представители.

По приведенной структуре очевидно, что все звенья тесно взаимосвязаны между собой и образуют единую сеть. Эта связь проявляется, в первую очередь, в поглощении и преобразовании энергии. Иными словами, в пищевых цепях и сетях внутри популяции и между ними.

Подобное строение биогеоценоза было предложено В. Н. Сукачевым в 1940 году и остается актуальным на сегодняшний день.

Структура, компоненты и факторы экосистемы

Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.

Каждая экосистема состоит из абиотических и биотических компонентов:

Структура экосистемы

Абиотические компоненты

Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.

Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:

Климатическими факторами, которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
Эдафическими факторами, включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.

Значение абиотических компонентов

Почвы содержат минеральные и органические вещества, а также живые организмы. Почва обеспечивает живых существ питательными веществами, влагой и средой обитания. Растительность верхней части почвенного покрова тесно с ней связана через круговорот питательных веществ.

Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и круговорота воды происходят между атмосферой и поверхностью Земли.

Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. Фотосинтез обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.

Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.

Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды – атмосферные осадки.

Биотические компоненты

Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.

На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:

Продуценты производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
Консументы питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и всеядные);
Редуценты. Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.

Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.

Ареал и распространение [ править ]

Экотипы Panicum virgatum и их распространение в Северной Америке.

Эксперименты показывают, что иногда экотипы проявляются только при больших пространственных расстояниях (порядка 1000 км). Это связано с гибридизацией , при которой разные, но соседние разновидности одного и того же вида (или, как правило, одного и того же таксономического ранга ) скрещиваются между собой, преодолевая, таким образом, локальный отбор. Однако другие исследования показывают, что может происходить и обратное, т. е. экотипы проявляются на очень малых масштабах (порядка 10 м), внутри популяций и несмотря на гибридизацию.

В экотипах непрерывная постепенная географическая изменчивость обычно вызывает аналогичные фенотипические и генетические вариации. Эта ситуация называется клин . Хорошо известным примером клин является градация цвета кожи у коренных народов во всем мире, которая связана с широтой и количеством солнечного света. Но часто распределение экотипов бывает бимодальным или мультимодальным. Это означает, что экотипы могут демонстрировать два или более различных и прерывистых фенотипа даже в пределах одной и той же популяции. Такое явление может привести к видообразованию и может произойти, если условия в локальной среде резко меняются в пространстве или во времени.

Определение

Экотип — это вариант, в котором фенотипические различия слишком малы или слишком незначительны, чтобы их можно было отнести к подвидам. Эти различные варианты могут встречаться в одном и том же географическом регионе, где различные среды обитания, такие как луг, лес, болото и песчаные дюны, обеспечивают экологические ниши. В тех случаях, когда сходные экологические условия встречаются в удаленных друг от друга местах, аналогичный экотип может встречаться и в отдельных местах. Экотип отличается от подвида, который может существовать в разных средах обитания. У животных экотипы обязаны своими различными характеристиками воздействию очень местной окружающей среды. Следовательно, экотипы не имеют таксономического ранга.

Глобальные экологические проблемы

Большинство экологических проблем из локальных переросли в глобальные. Изменение небольшой экосистемы в конкретной точке мира может повлиять на экологию всей планеты. К примеру, изменение океанического течения Гольфстрим приведет к крупным климатическим изменениям, похолоданию климата в Европе и Северной Америке.

На сегодняшний день ученые насчитывают десятки глобальных экологических проблем. Приведем лишь наиболее актуальные из них, которые угрожают жизни на планете:

– изменение климата;
– загрязнение атмосферы;
– истощение запасов пресной воды;
– сокращение популяций и исчезновение видов флоры и фауны;
– разрушение озонового слоя;
– загрязнение Мирового океана;
– разрушение и загрязнение почвы;
– истощение полезных ископаемых;
– выпадение кислотных дождей.

Это далеко не весь перечень глобальных проблем. Скажем так, экологические проблемы, которые можно приравнять к катастрофе, – это загрязнение биосферы и глобальное потепление. Ежегодно температура воздуха повышается на +2 градуса по Цельсию. Причиной этого являются парниковые газы и, как следствие, парниковый эффект.

В Париже проводилась всемирная конференция, посвященная проблемам экологии, на которой многие страны мира обязались сократить количество выбросов газов. В результате высокой концентрации газов происходит таяние льдов на полюсах, повышается уровень воды, что в дальнейшем грозит затоплению островов и берегов континентов. Чтобы предотвратить надвигающуюся катастрофу, требуется выработать совместные действия и проводить мероприятия, которые будут способствовать замедлению и прекращению процесса глобального потепления.

Как экология влияет на человека?”

Требование к оценке окружающей среды в соответствии с Законом о национальной экологической политике 1969 года. (NEPA) “легализовал экологизм”, по словам одного юриста-эколога. Президент ESA назвал его “Великим экологическим биллем о правах”. Один видный канадский эколог назвал это “бесполезным занятием”. NEPA и аналогичные законы, по крайней мере, обеспечили много работы для экологов. И вот в чем проблема. Ни экологи, ни защитники окружающей среды не справились с этой задачей. Не хватало экологов для работы над оценками воздействия за пределами лабораторий Министерства энергетики, что привело к найму “мгновенных экологов” с сомнительными полномочиями. Начали появляться призывы к профессионализации экологии. Индивидуалист Франк Эглер, в частности, посвятил этой задаче свою проникновенную прозу. В ESA снова произошел раскол между фундаменталистами и прикладными учеными, на этот раз на почве защиты окружающей среды. Споры, история которых до сих пор не получила адекватного объяснения, продолжались в 1970-х и 1980-х годах, завершившись процессом добровольной сертификации ESA наряду с лоббированием в Вашингтоне. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и при четко определенном наборе условий, характеризующих среду их обитания (биотоп). Экосистемы и биосфера в целом представляют собой высший уровень организации жизни на планете Земля. Как и любая живая система, они способны к саморегуляции, или самосохранению, поддерживая свой видовой состав и восстанавливая связи между видами. В отличие от своих предшественников, он рассматривал биосферу не как простое собрание организмов, населяющих планету, а как единое пространство, в котором происходит непрерывное взаимодействие между жизнью и неорганическими формами материи. Сеть
Исторически в биологических науках сложились два направления э.д.с. – классическая (со времен Геккеля), изучающая взаимоотношения с окружающей средой отдельных особей и групп организмов одного вида (популяции), и сформировавшаяся в ХХ веке биогеоценотическая, изучающая процессы, происходящие в биогеоценозах (экосистемах) и в биосфере в целом (в СССР это второе направление часто выделяют в самостоятельную науку – биогеоценологию). Экосистемы, как и составляющие их организмы и популяции, стабильны, и их стабильность создается и регулируется взаимодействием круговорота потоков материи и энергии, которые характеризуют основной процесс в экосистемах – их биологическую продуктивность.

Быстрый рост населения Земли, развитие промышленности, развитие энергетики и транспорта, интенсификация сельского хозяйства и т.д.

Виды экотуризма

Экологический туризм охватывает обширный сектор отрасли от однодневного отдыха за городом и небольших экскурсий для школьников до многодневных трекингов. По роду занятий выделяют 3 вида экотуризма.

Научный экологический туризм. Экспедиции учёных, практика студентов в заповедниках, полевые исследования (например, учёты численности животных) с привлечением волонтёров.
Познавательный экотуризм. Наблюдение за млекопитающими, птицами, редкими растениями, бабочками. Туры к палеонтологическим достопримечательностям, этнографические поездки, фотоохота.
Рекреационный туризм. Активный отдых: конные, пешие, велосипедные походы, альпинизм, рафтинг, сплав по рекам. Пассивный отдых: пикники, пребывание на базах и в палаточных лагерях с изучением окрестностей.

Экологические туры классифицируют по видам передвижения, составу групп, продолжительности маршрутов и другим признакам.

Выделение типов экологического туризма по определённым критериям достаточно условно. Большинство туров совмещают познавательный и рекреационный отдых. Маршруты проходят по особо закрытым (заказники, заповедники) или окультуренным территориям (паркам, сельским районам).

История возникновения термина

Впервые понятие «экотуризм» было использовано на международной конференции учёным из Мексики Эктором Себальосом-Ласкурайном в начале 80-х гг. прошлого века. Термин означал, что экология и туризм должны находиться в гармонии. Эколог предлагал сделать упор не на активные формы рекреации, а на путешествия, объектами которых станут сохранение биоценозов, созерцание природы и поддержание культурного наследия посещаемых областей.

В России слово стало популярно сразу после конференции. Впервые его применили при разработке пешеходного маршрута на Байкале. Международное молодёжное турбюро «Спутник» предлагало экотуры по Кругобайкальской железной дороге (КБЖД).

Экология – молодой, не устоявшийся термин. Биологи и географы до сих пор трактуют его по-разному. Нет единого стандарта и в формулировке экологического туризма.

По версии Международного Общества экотуризма – это ветвь туризма в дикую природу, содействующая её охране и улучшающая благосостояние местного населения.
WWF трактует термин, как турпоездку в местность со сравнительно не тронутой природой. Цель – получение информации об этнографических, природных особенностях района без нарушения баланса экосистем. Дополнительно создаются экономические предпосылки, при которых рачительное отношение к природе края становится выгодным для местных жителей.
International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN) считает экотуризм поездкой для созерцания природы, ознакомления с культурными ценностями. Экологический туризм «мягко» воздействует на биоценозы, способствует активному вовлечению жителей посещаемой области в экономическую, социальную деятельность.

Проанализировав все трактовки, можно прийти к выводу, что в отличие от других направлений туризма, экотуризм нацелен на предотвращение губительного воздействия на окружающую среду.

Экологическая маркировка в России

Стремление производителей увеличить спрос на свою продукцию привело к огромному количеству надписей, наподобие «эко», «био». Они никак не связаны с принятой экомаркировкой. Производитель наносит их на товар без проверки экологичности.

Требования к продуктам питания отражены в постановлении «Роспотребнадзора» от 2018 г., который, по сути, является переводом международных нормативов.

В рамках проекта о продвижении органической продукции Владимир Путин дал поручение разработать ГОСТы для экопродуктов. Заявленная дата формирования критериев 2019 год ( по данным Минсельхоз развития).

Только одна российская экомаркировка завоевала признание за рубежом – это «Листок жизни». Символ подтверждает соблюдение требований на всех этапах.

Экосертификация «ЛИСТОК ЖИЗНИ»

Единственная российская экомаркировка, признанная во всем мире

Знак «Листок жизни» (Vitality Leaf) является экомаркировкой I типа, пользуется международным доверием. Организации, доказавшие экологичность своих товаров (услуг) по программе «Листок жизни», и получившие право наносить данную экомаркировку, получают ряд преимуществ:

практические советы специалистов по повышению уровня экологичности;
использовать «Листок жизни» для рекламы;
участие на мировом рынке, взаимодействие с зарубежными компаниями;
преимущества в госзакупках, снижение расходов.

В 2007 г. был принят во Всемирную Ассоциацию Экомаркировки (GEN), а в 2011 – в Международную программу взаимного доверия и признания, включающую только лидирующие экомаркировки мира.

Лекция 5. эколого-географический анализ видов