ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

РАЗДЕЛ IV. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Тема 2. Естественные группировки организмов. Экосистемы

Экологические системы

Экосистема (биогеоценоз) - естественная единица, которая состоит из ряда живых и неживых компонентов. В результате их взаимодействия создается стабильная система, в которой постоянно происходит круговорот веществ.

Структура экосистемы

Продуценты (зеленые растения) - производители органических веществ.

Консументи (растительноядные и плотоядные животные, грибы) - потребители органических веществ.

Редуценти (грибы, микроорганизмы) - разрушители органических веществ до простых минеральных соединений.

Характеристики экосистемы

Видовое разнообразие - совокупность популяций разных видов

Плотность популяции - количество особей, отнесенное к единице площади, объема

Биомасса - общее количество органического вещества (сухая масса на единицу площади, объема)

Биологическая продуктивность - скорость образования биомассы

Площадь или объем, который занимает экосистема

Свойства экосистем

Целостность - в результате взаимодействий организмов между собой и с факторами неживой природы возникают потоки энергии и круговорот веществ, которые объединяют их в единое целое

Способность к самовоспроизведению

Устойчивость

Саморегуляция

Нарушение взаимосвязей в экосистемах может привести к нарушению саморегуляции и нежелательных последствий.

Взаимосвязи организмов в экосистемах

Симбиоз - все формы сосуществования разных видов.

Паразитизм - форма сожительства организмов разных видов, из которых один (паразит) живет за счет другого (хозяина).

Коменсалізм - форма сожительства между двумя видами животных, когда один из них (коменсал) пользуется какими-либо преимуществами за счет другого (хозяина), не причиняя ему вреда.

Мутуализм - форма сожительства организмов, при которой каждый из организмов, живущих вместе, приносит другому определенную пользу.

Цепи питания

В природе происходит непрерывный круговорот биогенных веществ, необходимых для жизни: химические вещества добываются автотрофами из окружающей среды и снова в него попадают в основном через гетеротрофів. В процессе эволюции в экологических системах сложились определенные цепи питания.

Цепь питания - это последовательность взаимосвязанных видов, последовательно добывают органическое вещество и энергию из исходного питательного вещества, каждое предыдущее звено является питательной для следующей.

Экологическая пирамида

Когда животное съедает растение, большая часть энергии, которая содержится в этой пище, рассеивается в виде тепла и только незначительная часть используется для синтеза животных тканей. Если это животное съедят другие животные, произойдет дальнейшая потеря энергии в виде тепла и др.

В экологических системах в процессе эволюции в цепях питания определилась важная закономерность, которая получила название экологической пирамиды: каждый следующий уровень питания имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.

Каждое звено способна использовать лишь 5-15 % (в среднем 10 %) энергии, поэтому типичный цепь питания состоит не более чем из 4-6 взаимосвязанных звеньев. Каждое звено цепи питания - трофический уровень.

Изменения экосистем

Ни одна экосистема не существует вечно, рано или поздно он сменяется другим. Способность к изменениям - одно из важнейших свойств экосистемы.

Сукцессия - последовательная, необратимая, направленная смена одной экосистемы другой.

Последовательные изменения и равновесие

Если климатические условия и тип почвы определяют растительность местности, то растительность, в свою очередь, влияет на почву и в небольших масштабах также на климат. Это взаимодействие приводит к состоянию равновесия (климакса) между растительностью, климатом и почвой определенной зоны. Любое изменение в одном из этих факторов начинает цепную реакцию последовательных экологических изменений, целью которой является восстановление равновесия.

Пример последовательности экологических изменений после пожара в еловом лесу

Агроценозы

Агроценоз - это искусственная экосистема, группировка растений, животных, грибов и микроорганизмов, созданное для получения сельскохозяйственной продукции, которое регулярно поддерживается человеком.

Искусственные экосистемы характеризуются такими же показателями, что и природные. Они имеют такую же структуру, только обязательным звеном питающей цепи является человек.

Сравнение естественных и искусственных экосистем