Лекция 6 ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ Концепция

Лекция № 6 ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ

Концепция экосистемы

• Термин «экосистема» предложил английский ботаник Артур Джордж Тэнсли. • В 1935 г. он дал такое определение: «Экосистемы – это безразмерные, устойчивые системы живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот веществ и энергии» .

• Экосистема - это основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы, и неживая среда.

• В экосистеме обитает бесчисленное множество живых организмов. Сочетание разных организмов, обитающих на определенной территории, называется биоценозом (bios – жизнь, сionos – сообщество). Совокупность условий среды, в которых обитает биоценоз, носит название биотоп (bios – жизнь, topos – место). • Биотоп и связанный с ним биоценоз в совокупности образуют экосистему

• Размеры экосистем различны. • Такие крупные наземные экосистемы как тундра, тайга, степь, пустыня называются биомами. • Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем (лес, луг, болото). • Существуют очень маленькие экосистемы или микроэкосистемы, такие как ствол гниющего дерева, нижние слои озера.

• Четкие границы между экосистемами встречаются редко. • Обычно между экосистемами находится переходная зона с видами, свойственными обеим соседствующим системам. • Экосистемы не изолированы друг от друга, а плавно переходят одна в другую.

• Все экосистемы, даже самая крупная – биосфера, являются открытыми системами : они должны получать и отдавать энергию.

Структура экосистемы

С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса: • 1) верхний автотрофный ярус (самостоятельно питающийся), или «зеленый пояс» , включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений • 2) нижний гетеротрофный ярус (питаемый другими), или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т. д. , в котором преобладает использование, трансформация и разложение сложных соединений.

С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты: 1) неорганические вещества, вещества включающиеся в круговороты; 2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др. ), связывающие биотическую и абиотическую части; 3) воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический среду режим и другие физические факторы;

4) продуцентов, автотрофных продуцентов организмов, в основном зеленые растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ; 5)макроконсументов, или макроконсументов фаготрофов(от rpeч. phagos фаготрофов пожиратель), - гетеротрофных организмов, в основном животных, питающихся другими организмами или частицами органического вещества;

6)микроконсументов, сапрофитов (от микроконсументов греч. sapros - гнилой, деструкторов или осмотрофов (от rpeч. osmos толчок, давление), - гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.

• Одна из общих черт всех экосистем, будь то наземные, пресноводные, морские или искусственные экосистемы - это взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонентов.

• Живые и неживые части экосистем так переплетены между собой в единый комплекс, что разделить их трудно.

Энергия в экосистемах

• Одним из типов взаимодействия всего многообразия живого друг с другом являются пищевые взаимоотношения. • Благодаря такой структуре в функционирующей природной экосистеме не существует отходов. Все организмы, живые и мертвые, потенциально являются пищей для других организмов.

• Последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой, называется пищевой цепью. • Пищевые цепи обеспечивают механизм движения энергии и питательных веществ от продуцентов к макроконсументам, от макроконсументов к микроконсументам и обратно к продуцентам.

• Все пищевые цепи образуют сложную сеть пищевых взаимоотношений, поэтому для обозначения всей их совокупности обычно используют термин пищевая сеть.

• С каждым последующим переходом на трофический уровень в пределах пищевой цепи или сети совершается работа, и в окружающую среду выделяется тепловая энергия. • Процентное содержание энергии высокого качества, переходящей из одного трофического уровня в другой, колеблется от 2% до 30% в зависимости от типов живых организмов и от конкретной экосистемы, в которой происходит трансформация энергии.

• В среднем около 10% химической энергии одного трофического уровня трансформируется в доступную химическую энергию в организмах следующего трофического уровня. Часть оставшейся энергии используется для поддержания жизнедеятельности организмов, но большая ее часть теряется в окружающей природе как тепловая энергия. • Некоторая часть этой энергии расходуется деструкторами для их жизнедеятельности, а оставшаяся часть энергии рассеивается в виде тепла. Таким образом, все организмы экосистемы связаны потоком расходов энергии, который можно представить в виде пирамиды.

• Чем выше трофический уровень, тем меньше высококачественной химической энергии аккумулировано в организмах животных. • Очевидно, что чем длиннее пищевая цепь, тем больше теряется высококачественной энергии на ее вершине.

• Сухой вес всех органических веществ, содержащихся в организмах экосистемы, называется биомассой. • Распределение биомассы по трофическим уровням подчиняется следующей закономерности: биомасса каждого последующего трофического уровня меньше, чем биомасса предыдущего. Если изобразить графически это распределение, то опять получится пирамида, на вершине которой будет находиться человек.