ЛЕКЦИЯ 1 экология для ускоренников. Экология как наука и история ее развития

• Название: Экология как наука и история ее развития
• Дата: 05.02.2020
• Размер: 227 Kb.
• Имя файла: ЛЕКЦИЯ 1 экология для ускоренников.doc
• Тип: Документы; #107281
• страница: 3 из 3

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Экосистема - система живых организмов и ок­ружающих их неорганических тел, связанных между со­бой потоком энергии и круговоротом веществ.

Биотическая структура экосистем Экологические факторы Функционирование экосистем">Структура и функционирование экосистем

С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса -автотрофный и гетеротрофный (по Ю. Одуму, 1986).

1. Верхний автотрофный ярус, или «зеленый пояс», включающий растения или их части, содержащие хлоро­филл, где преобладают фиксация энергии света, исполь­зование простых неорганических и накопле­ние сложных органических соединений.

2. Нижний гетеротрофный ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т.д., в котором преобладают использование, трансформа­ция и разложение сложных соединений.

С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделить следующие компоненты (по Ю. Одуму, 1986):

1) неорганические вещества (С0₂, Н₂О, N₂, 0₂, мине­ральные соли и др.), включающиеся в круговороты;

2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части;

3) воздушную, водную и субстратную среду, включа­ющая абиотические факторы.;

4) Продуцентов— автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и авто­трофные бактерии);

5) Консументы(макроконсументы, фаготрофы) — гете­ротрофные организмы, потребляющие органическое веще­ство продуцентов или других консументов (животные, ге­теротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консусументы бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.

6) Редуценты(микроконсументы, деструкторы, сапротрофы, осмотрофы) — гетеротрофные организмы, питаю­щиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ (сапротрофные бактерии и грибы).микроконсументов.

Таким образом, как правило, в любой экосистеме мож­но выделить три функциональные группы организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты→ консументы→ редуценты.
Пищевые цепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания.

Цепь питания — пос­ледовательность организмов, по которой передается энер­гия, заключенная в пище, от ее первоначального источ­ника. Каждое звено цепи называется трофическим уров­нем. Первый трофический уровень — продуценты (авто­трофные организмы, преимущественно зеленые растения). Второй трофический уровень — консументы первого по­рядка (растительноядные животные). Третий трофический уровень - консументы второго порядка (первичные хищ­ники, питающиеся растительноядными животными). Чет­вертый трофический уровень — консументы третьего порядка (вторичные хищники, питающиеся плотоядны­ми животными). В пищевой цепи редко бывает больше 4—5 трофических уровней. Последний трофический уро­вень — редуценты (сапротрофные бактерии и грибы). Они осуществляют минерализацию — превращение органичес­ких остатков в неорганические вещества.

Различают два типа пищевых цепей:

Цепи выедания (или пастбищные) - пищевые цепи, начинаю­щиеся с живых фотосинтезирующих организмов. Напри­мер, фитопланктон → зоопланктон → рыбы микрофаги → рыбы макрофаги → птицы ихтиофаги.

Цепи разложе­ния (или детритные) — пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов жи­вотных. Например, детрит → детритофаги → хищники микрофаги → хищники макрофаги.

В сообществах пищевые цепи сложным образом пере­плетаются и образуют пищевые сети.

Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме,

В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потреб­ляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедея­тельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, т.е. превращению в неорганические веще­ства. Эти неорганические вещества могут быть вновь ис­пользованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ. В то же время, энергия не может циркулировать в пре­делах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам.


Рис. Схема переноса вещества (сплошная линия) и энергии (пунктирная линия) в природных экосистемах


При передаче энергии с одного трофи­ческого уровня на другой большая часть энергии рассеи­вается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики), и только около 10 % от первоначально­го количества передается по пищевой цепи.

В результате, пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид:

Пирамида чисел(пирамида Элтона) отражает умень­шение численности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасспоказывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экоси­стемы океана — имеет перевернутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции)имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, со­держащейся в продукции, создаваемой на каждом следую­щем трофическом уровне.