46 Экологические пирамиды.

Экологическая пирамида — графические изображения соотношения между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме.

Продуце́нты— организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических.

Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических.

Редуценты — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения.

Трофический уровень — условная единица, обозначающая удалённость от продуцентов в трофической цепи данной экосистемы.

Экологические пирамиды можно отнести к трем основным типам:

1. Пирамиды численности, которые отражают численность отдельных организмов;

2. Пирамиды биомасс, характеризующих общую массу особей каждого трофического уровня;

3. Пирамиды продукции, характеризующие продукцию  каждого  трофического уровня. 

Пирамиды численности, как правило, наименее информативны и показательны,  поскольку численность организмов  одного трофического уровня  в экосистеме в значительной степени зависит от их размеров.  Например,  масса  одной лисицы  равна массе нескольких сотен мышей.  Обычно численность гетеротрофных организмов в экосистеме выше, чем автотрофных.  На одном дереве (первый трофический уровень) может кормиться до нескольких тысяч насекомых (второй трофический уровень). С повышением трофического уровня гетеротрофных организмов средние размеры особей находящихся на нем обычно повышаются, а их численность  снижается. Поэтому пирамиды численности в экосистемах часто имеют вид «новогодней елки».

Пирамиды  биомасс гораздо лучше выражают соотношения между разными трофическими уровнями экосистемы.  В целом,  биомасса  более низких   уровней превышает биомассу  более высоких. Однако из этого правила имеются существенные исключения. Например,  в морях биомасса   растительноядного зоопланктона  существенно (иногда в  2 – 3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями.  Это объясняется тем, что водоросли очень  быстро  выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет  очень высокая  скорость   деления их клеток.

Наиболее полное представление о функциональной организации экосистем дают пирамиды продукций.   При этом величины  продукций каждого трофического уровня лучше представлять в единых единицах  измерения, лучше всего в энергетических. В таком случае пирамиды продукций будут являться  пирамидами энергий.

Правило экологической пирамиды

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую.

47 Понятие и структура биосферы

Биосфера (от био... и сфера), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов.

Биосфе́ра (от греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Целостное учение о биосфере создал русский биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Местоположение биосферы

Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ-излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Нижняя граница в гидросфере: 10—11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Состав биосферы

Биосферу слагают следующие типы веществ:

Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10−6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

Косное вещество —Продукты, образующиеся без участия живых организмов.

Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

Вещество космического происхождения.