Раздел 1. Тема №6

1. Структура экосистемы и её основные характеристики

s  Основной объект экологии — это Экологическая система или экосистема - пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественноэнергетическими и информационными взаимодействиями.

s  Термин «Экосистема» введен в экологию английским ботаником А.Тенсли (1935г.).

s  Различают водные и наземные экосистемы. В каждой локальной наземной экосистеме есть абиотический компонент - биотип или экотоп - участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; всех живых организмов, населяющих данный биотип.

s  Биотип — является общим местообитанием для всех членов сообщества.

s  В нашей стране академиком В.Н.Сукачевым (1942г.) для обозначения таких (подобных) сообществ предложил (и общепринят) термин биогеоценоз (от греч. био - жизнь, гео -

земля, ценоз - сообщество) составной частью которого является совокупность живых компонентов или биоценоз.

s  Биоценоз состоит из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов.

s  Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и вида. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме.

s  Биогеоценоз - это совокупность на известном протяжении

земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющие свою особую специфику взаимодействия этих

слагающих, её компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы.

s  Биотип + биоценоз = биогеоценоз - это элементарная наземная система, главная форма существования природных экосистем.

s  Каждая экосистема любого уровня состоит из двух компонентов: Автотрофного и гетеротрофного, различаемые по способу питания.

s  Автотрофные организмы это продукты, фотосинтезирующие растения (фототрофы) или хемотрофы, все они создают энергетическую базу для

существования гетеротрофного компонента, с них начинается круговорот веществ.

s  Автотрофы («самопитающие») - организмы образующие органическое вещество своего тела из неорганических веществ - двуокиси углерода и воды - посредством процессов фотосинтеза и хемосинтеза. Автотрофы являются производителями продукции - продуктами экосистемы.

s  Гетеротрофные организмы, к которым относятся консументы первого, второго и третьего порядков, а также резуценты (деструкторы), используют разлагают и перестраивают сложные вещества, синтезированные автотрофами. Автотрофные организмы не могут существовать без гетеротрофов, поскольку они создают минеральную питательную базу для продуцентов, а также перерабатывают выделения растений - газообразные, жидкие вещества и т.д. Проводя детоксикацию продуктов жизнедеятельности Кроме того, экосистема взаимодействует с участком неживой природы с запасом материальных элементов.

s  Консументы — потребители органического вещества живых организмов.

s  Детритофаги или сапрофаги, - организмы, питающиеся мертвым органическим веществом - остатками растений и животных. Это различные гнилостные бактерии, грибы, черви, личинки насекомых, жуки - котрофиги и др. Животные - все они выполняют функцию очищения экосистем. Детритофаги учавствуют в образовании почвы, торфа, донных отложений водоемов.

s  Редуценты - бактерии и низшие грибы - завершают деструкцитивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до её полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.

s  Важной характеристикой экосистем является разнообразие видового состава. При этом выявляются ряд закономерностей:

тем1. Чем разнообразнее условия биотипов в пределах экосистемы, больше видов содержит соответствующий биоценоз.

2.Чем больше видов содержит экосистема, тем меньше особей насчитывают соответствующие видовые популяции.

3.Чем больше разнообразие биоценоза, тем больше экологическая устойчивость экосистемы; биоценозы с малым разнообразием

подвержены большим колебаниям численности доминирующих видов.

4.Эксплуатируемые человеком системы, представленные одним или очень малым числом видов (агроценозы с земледельческими

монокультурами) неустойчивы по своей природе и не могут самоподерживаться.

5. Если по какой – либо причине происходит нарушение структуры экосистемы, исчезает группа организмов, вид, то по закону цепных реакций может сильно измениться или даже разрушиться все сообщество.

Но часто бывает и так, что через какое - то время после исчезновения одного вида на его месте оказываются другие организмы, другой вид, но выполняющий сходную функцию в экосистеме. Эта закономерность называется правилом замещения или дублирования; у каждого вида в экосистеме есть «дублер».

2. Основной процесс в экосистеме

s  В подавляющем большинстве экосистемы осуществляется функциональный обратимый химический процесс:

∆Gi фотосинтез автотрофы

П[СО2 + Н2О ← СН2О + О2] (1)

→

∆Не дыхание гетеротрофы

s  Где, общий множитель П определяет масштаб

преобразований вещества и энергии в экосистеме. ∆Gi - энергия света, потребленная при фотосинтезе; ∆Не - энергия теплоты, выделенной при дыхании. Здесь синтезируемое и распадающееся органическое вещество представлено углеводом (СН2О)n: Это может быть глюкоза (n = 6) или

самое распространенное органическое вещество биосферы целлюлоза (п > 1800). Количество поглощенной и выделенной энергии равны: n[-∆Gi = = ∆Не ≡ - 560] кдж/моль.