Биогеография. Предмет и основные понятия биогеографии презентация

Биогеография Григорий Анатольевич Прокопов Кафедра геоэкологии

Литература  Абдурахманов Г. М., Криволуцкий Д. А., Мяло Е. Г., Огуреева Г. Н. Биогеография. Серия: Высшее образование. М.: Академия, 2003. 480 с. Абдурахманов Г. М., Лопатин И. К., Исмаилов Ш. И. Основы зоологии и зоогеографии. - М.: Академия, 2001. - 496 с. Второв П.П., Дроздов Н.Н. Биогеография. - М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001.-304 с. Петров К.М. Биогеография с основами охраны биосферы: - Спб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2001. - 376 с. Воронов А. Г., Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д.А., Мяло Е. Г. Биогеография с основами экологии. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 392с. Воронов А. Г., Дроздов Н. Н, Мяло Е. Г. Биогеография мира. - М.: Высшая школа, 1985. - 271 с. Дроздов Н.Н , Мяло Е. Г. Экосистемы мира. - М.: ABF, 1997. - 340с. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. - М.: Прогресс, 1980. - 327 с. Леме Ж. Основы биогеографии. - М.: Прогресс, 1976. - 308 с.

Предмет и основные понятия биогеографии Биогеография - наука о закономерностях географического распространения и размещения живых организмов и их сообществ на Земле. Сообщества и организмы - объекты не только биогеографии, но и биологии и экологии. Как географическая наука биогеография исследует в первую очередь размещение этих объектов в пространстве, их взаимодействие друг с другом и с условиями среды, важнейшие закономерности структуры и динамики растительного покрова и животного населения планеты в целом и ее отдельных регионов.

Предмет и основные понятия биогеографии Объектом изучения биогеографии является биосфера и все ее структурные единицы вплоть до элементарных надорганизменных экосистем: биогеоценозов на суше и бентосных систем на дне Мирового океана, а также различные таксономические категории живых организмов.

Структура науки

Цели биогеографии: 1. Выявление закономерностей географического распределения организмов и их сообществ, его причин, причин структурно-функциональных и исторических особенностей живого покрова нашей планеты. 2. Решение проблем охраны и рационального использования ресурсов биосферы. Задачи биогеографии: 1. Изучение ареалов – областей земного шара, населенных популяциями определенных видов. 2. Выявление причин, определяющих характер географического распространения организмов. 3. Изучение, закономерностей формирования флор и фаун под влиянием природных и антропогенных факторов. 4. Прогнозирование изменений растительного и животного мира в обозримом будущем для предотвращения обеднения его видового состава или сдвига последнего в нежелательную для человека сторону.

Основные понятия биогеографии Флора (по отношению к растительным организмам) и фауна (по отношению к животным) - исторически сложившиеся совокупности видов растений или животных, относящихся к разным родам, отрядам и семействам, обитающих на данной территории. Биота – совокупность флоры и фауны того или иного географического региона. Данные о видовом составе флоры и фауны позволяют анализировать состав и разнообразие более высоких таксонов (на уровне родов, семейств, отрядов, порядков), их происхождение, пространственно-временные соотношения.

Основные понятия биогеографии Историческое развитие местных флор и фаун непосредственно обусловлено процессами видообразования, вытеснения одних видов другими, их миграциями и вымиранием. Различия между флорами и фаунами в определяющей степени объясняются геологической историей каждого региона. Анализ флор и фаун во времени и пространстве составляет предмет исторической биогеографии, показывающей, из каких таксономических групп, каким путем и в какое время образовались те или иные современные или ископаемые флоры и фауны.

Основные понятия биогеографии Другой путь анализа фаун и флор представляет экологическая биогеография, исследующая закономерности распространения сообществ, образуемых совместно обитающими растениями, животными, микробами. Сообщества (ценозы) отличаются друг от друга как видовым составом и численностью видов, так и особенностями их структуры. Практически в любом ценозе можно выделить растительное сообщество (фитоценоз), животное население (зооценоз), сообщество микроорганизмов.

Основные понятия биогеографии Элементарной единицей дифференциации суши в экологической биогеографии является биогеоценоз Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и косных (атмосфера, почва, подстилающие породы, вода) компонентов, объединенных обменом веществ и потоком энергии в единую систему. Границы биогеоценоза устанавливают по растительности, являющейся одним из важнейших и наиболее легко выделяемых (физиономических) компонентов биогеоценоза.

Основные понятия биогеографии На зональном уровне часто употребляют термин "биом", выделяемый по физиономическим признакам зональной растительности, представляющий собой совокупность биогеоценозов какой-либо зоны: тундры, тайги, смешанных лесов и т.д. Сходные биомы различных континентов имеют различную биоту.

Основные понятия биогеографии Вид (биологический) – основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции, т.е. вид – основная таксономическая категория в биологической систематике. вид автохтонный, возникший и первоначально эволюционирующий в данном месте; вид аллохтонный, встречающийся в данном месте, но возникший в другом; вид внедряющийся на какую-либо территорию; вид восстановленный на данной территории, чаще с помощью человека; вид вредный; вид вымерший и вид вымерающий и др.

Основные понятия биогеографии Популяция – основная экологическая и эволюционная единица - совокупность особей одного вида с общим генофондом. в течение большого числа поколений населяющая определённое пространство или объём (водный) с относительно однородными условиями обитания и относительно обособленная (изолированная) от других совокупностей этого вида. Особи популяции свободно скрещиваются между собой. В составе вида, занимающего определённый ареал, может быть одна (редко), несколько или много популяций.

Основные понятия биогеографии В современной биогеографии сформировались основные подходы к изучению живого покрова планеты: флористико-фаунистический, экологический, исторический, региональный. Один из важнейших методов, используемых для решения биогеографических проблем, - картографический. Биогеографические карты (растительности, зоогеографические, флористического и фаунистического районирования и т.д.) - основной инструмент географического анализа распространения биот и сообществ.

А. Г. Воронов в 1987 г. выделил в истории биогеографии следующие периоды: А. Г. Воронов в 1987 г. выделил в истории биогеографии следующие периоды: 1. Появление отрывочных сведений - до начала XVI в. 2. Накопление флористических и фаунистических сведений при господстве библейского мифа о сотворении мира - начало XVI - конец XVIII в. 3. Создание обобщающих ботанике- и зоогеографических работ при господстве теории катастроф - конец XVIII -середина XIX в. 4. Развитие ботанико-географических, зоогеографических, экологических исследований и возникновение биоценологии на основе теории эволюции Дарвина - вторая половина XIX в. 5. Разработка учения о растительных сообществах, дальнейшего развития экологического и исторического направлений ботанической географии и зоогеографии, попытки создания биогеографии как совокупности ботанической географии и зоогеографии - с начала до середины XX в. 6. Развитие единой биогеографии - с середины XX в.

Античный этап Гераклит (ок. 530—470 до н. э.) жизнь как этап этого всеобщего процесса движения Демокрит (ок. 460—370 до н. э.) Живые существа — лишь временные сочетания различной формы атомов Аристотель (384-322 гг. до н.э.) – родоначальник зоологии ("История животных", "О частях животных" и "О возникновении животных»)

Античный этап Римский период Тит Лукреций Кар (ок. 99— 55 до н. э.) Поэма «О природе вещей»

Античный этап Римский период Плиний Старший (27-79 гг. н.э.) "Естественная история" в 27 книгах

Античный этап Римский период Клавдий Гален (ок. 130—200 гг. н.э.) Его труды посвящены вопросам анатомии человека и животных. В них делается попытка связать форму органа с его функцией. В его трудах много верных наблюдений.

Средневековье Авиценна (Ибн Сина, 980—1037) В его «Каноне» кроме изложения Аристотеля и Галена находим оригинальные сведения по медицине, зоологии, ботанике, а также призыв обратиться к изучению природы Авероса (Ибн Рашида, 1120 — 1198) Мысли о вечности материи и ее развитии.

Средневековье Роджер Бэкон (R.Bacon) (1214/19—1290/94?) «Opus majus» содержал основы наук о природе, главным образом математики, астрономии, географии, зоологии.

Возрождение Конрад Геснер (Conrad Gesner, 1516—1565). Пятитомная энциклопедия зоологии (свыше 4000 страниц, более 1000 рисунков)

Возрождение Карл Линней (Carl von Linnaeus, 1707—1778) «Система природы» («Systema naturae») «Философия ботаники» («Philosophia botanica») – один из создателей географии растений

Возрождение С. П. Крашенинников (1711—1755), Г.В.Стеллер (1709—1746), И. Г. Гмелин (1709— 1755) Экспедиции в Сибирь

XIX век Жорж Кювье (Georges Cuvier, 1769—1832) пятитомный курс сравнительной анатомии (1799—1805) и четырехтомное «Царство животных» (1817—1829) Автор «теории катастроф» Учение о корреляциях

Дарвиновский период Альфред Уоллес «Дарвинизм» Чарльз Дарвин «Происхождение видов» (1859)

Последарвиновский период (вторая половина XIX века) Эрнст Геккель (Е. Haeckel, 1834—1896) «Систематическая филогения» (т. I—III, 1894—1896), «Всеобщая морфология организмов» (1866) и др. создает теорию происхождения организмов от колоний простейших (теория гастреи, 1873 г.) создание биогенетического закона (вместе с Ф. Мюллером), наука о домохозяйстве организмов

Структура живого покрова суши Непрерывность живого покрова, или континуум, - фундаментальная черта организации биосферы. Так, растительность одевает сушу в виде сплошного покрова, при этом в почве корни растущих рядом особей переплетаются, а в наземных частях листва и ветви перекрывают друг друга, создавая "непрерывную ткань взаимовлияния".

Концепция континуума живого покрова базируется на двух положениях: представлении об экологической индивидуальности видов и непрерывности изменений факторов среды в пространстве и во времени. Концепция континуума живого покрова базируется на двух положениях: представлении об экологической индивидуальности видов и непрерывности изменений факторов среды в пространстве и во времени. Растительный покров может быть представлен как структурный континуум, где выделяются участки, относительно однотипные по составу, структуре и иным признакам, и переходные, смешанные по составу комбинации видов, то более, то менее широкие. Резкость, выраженность переходной полосы зависит прежде всего от различий в условиях среды; хорошо выделяются "перерывы в непрерывности", например, при смене различных по составу и структуре почвообразующих пород.

Экотон - переходное сообщество между двумя относительно четко различающимися биоценозами Экотон - переходное сообщество между двумя относительно четко различающимися биоценозами Для экотона - характерно участие видов, представителей обоих смежных биоценозов, но они также могут включать и виды, преимущественно свойственные экотонам, так называемые краевые виды. Часто экотоны характеризуются большим числом видов, чем смежные с ними. Известно, что на опушках леса растительность пышнее и богаче, здесь гнездится больше видов птиц, встречается больше видов насекомых, пауков и т.д., чем в глубине леса. Это так называемый пограничный, или "опушечный" эффект.

Структура живого покрова Элементарной ячейкой дифференциации живого покрова суши является биогеоценоз в границах фитоценоза, который никогда не существует изолированно, а связан территориально и функционально со смежными. Результатом этого являются сочетания (комбинации) сообществ, образующие структуру живого покрова, которую можно исследовать в разных масштабах: суши в целом, материков, крупных регионов и ландшафтов. Различия в структуре живого покрова суши обусловлены многообразием изменений в пространстве климатических, орографических, почвенно-литологических условий, определяющих значительное число вариантов сочетаний разных типов сообществ друг с другом в тех или иных регионах.