Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Воздействие промышленных объектов на окр. среду / 3. Взаимодействие с Окр. средой

.docx
Скачиваний:
26
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
145.45 Кб
Скачать

Особенности взаимодействия живых организмов и окружающей среды.

Биотические образования в биосфере.

С позиций экологии в биосфере рассматривают два ряда биотических образований: экобиосистемный (особь, популяция, вид) и биоценотический (образования сообществ живых организмов разных видов).

Экобиосистемный ряд начинает особь - собственно организм как чисто генетическая структура, и заканчивает вид.

В биоценотическом ряду нет индивидов как таковых. Здесь рассматриваются сообщества организмов, которые связаны теснейшими материально-энергетическими связями между собой и окружающей их неорганической средой.

Этот ряд начинается с групповых образований - фитоценов и зооценов, как функциональных представителей ценозов (от греческого «ценоз» об­ший).

Группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов на­зывают биоценозами. Отдельные биоценозы, сочетаясь, склады­вают биоценомические типы, взаимодействие которых образует региональ­ные биоты. Последние, в свою очередь, слагают биомы, рассматриваемые в чисто биологическом смысле вне факторов среды.

Экологическая система или биогеоценоз.

Экосистемой называется функциональная система, включающая в себя сообщества организмов и среду их обитания.

Биогеоценоз - сложный природный комплекс живых существ на определенной протяженности земной поверхности, взаимодействующий с неорганической средой и находящийся в материально-энергетической зависимости от нее.

Термины «экологическая система» и «биогеоценоз» в общем случае не являются синонимами. Понятие экологической системы шире, так как обозначает любую совокупность организмов и окружающей среды.

Состав и функциональная структура экосистемы. Трофическая цепь.

Цепь последовательной передачи вещества (и эквивалентной ему энергии) от одних организмов к другим называется трофической цепью.

Упрощенная схема переноса веществ и энергии в экосистеме:

перенос веществ; перенос энергии; сток энергии в среду

По способу питания различают следующие группы организмов — автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы (самопитающие) — организмы, образующие органическое вещество своего тела из не­органических веществ — диоксида углерода и воды — посредством процессов фотосинтеза, и хемосинтеза. Фотосинтез осуществляют фотоавтотрофы — все хлорофиллоносные (зеленые) растения и микроорга­низмы. Хемосинтез наблюдается у некоторых хемоавтотрофных бактерий, которые используют в каче­стве источника энергии окисление водорода, серы, сероводорода, аммиака, железа.

Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции — продуцентами экосистем.

Гетеротрофы (питающиеся другими) — организмы, потребляющие готовое органическое вещест­во других организмов и продуктов их жизнедеятельности. Это все животные, грибы и большая часть бактерий. Гетеротрофы выступают как потребители и деструкторы органических веществ. В зависимости от ис­точников питания и участия в деструкции они также подразделяются на несколько категорий: консументы, детритофаги и редуценты.

Консументы - потребители органического вещества живых организмов. К их числу относятся:

  • Растительноядные животные (фитофаги), питающиеся живыми растениями.

  • Плотоядные животные (зоофаги), поедающие других животных.

  • Паразиты, живущие за счет веществ организма-хозяина.

  • Симбиотрофы — бактерии, грибы, простейшие, которые, питаясь соками или выделениями организма-хозяина, выполняют вместе с этим и жизненно важные для него трофические функции.

Детритофаги, или сапрофаги, — организмы, питающиеся мертвым органическим веществом остатками растений и животных. Это различные гнилостные бактерии, грибы, черви, личинки насекомых, жуки-копрофаги и другие животные — все они выполняют функцию очищения экосистем. Детритофаги участвуют в образовании почвы, торфа, донных отложений водоемов.

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

Основной процесс в экосистеме

В подавляющем большинстве экосистем осуществляется фундаментальный обратимый химический процесс, составляющий основу биотического круговорота. Из атмосферного углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза в растениях образуется органическое вещест­во и выделяется кислород, а в обратной реакции - окислении и распаде органических веществ - потребляется кислород и вновь образуются углекислый газ и вода:

Здесь ΔGі — энергия солнечного света, потребленная в процессе фотосинтеза; ΔНе — энергия окис­ления органических веществ (дыхания), в конечном счете, выделенная в виде теплоты. (СН2О)n - синтезируемое и распадающееся (окисляемое) органическое вещество представлено в реакции углеводом (глюкоза, целлюлоза) Их окисление дает энергию для различных физиологических и биохимических про­цессов. Количества поглощенной и выделенной энергии в описываемой реакции равны: ΔGі = ΔНе ≈ 478 кДж/моль. Общий множитель n определяет масштаб преобразований вещества и энергии в экосистеме. Прямая реакция полностью, а обратная на 80-90% обеспечиваются растениями.

Независимо от степени сложности экосистема характеризуется:

  • видовым составом;

  • численностью организмов;

  • биомассой;

  • соотношением отдельных трофических групп;

  • интенсивностью процессов продуцирования и деструкции (разложения) органического вещества.

Круговорот веществ в природе

Круговорот веществ в природе - это процессы превращения и перемещения веществ в природе, имеющие более или менее выраженный циклический характер.

Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ: геологический (большой); биотический (малый).

Большой круговорот длится сотни тысяч или миллионов лет. Он заключается в том, что горные поро­ды разрушаются, выветриваются, сносятся в океан, где образуют морские напластования, т.е. крупные гео­тектонические изменения. Процессы опускания материков, поднятия дна, перемещения морей и океанов приводят к тому, что эти напластования снова возвращаются на сушу, и процесс начинается вновь.

Под биотическим круговоротом понимается поступление элементов из почвы, воды и атмосфе­ры в живые организмы; превращения в организмах поступающих элементов в новые сложные соедине­ния и возвращение их в почву, воду и атмосферу в процессе жизнедеятельности или с отмершими ор­ганизмами, входящими в состав биогеоценозов.

Различают большой круг биотического обмена (биосферный) и малый (биогеоценотический).

4