Экологические системы

Понятийный аппарат

Популяция — это совокупность особей одного биологического вида, длительное время населяющих определенное пространство имеющих общий генофонд, возможность свободно скрещиваться и в той или иной степени изолированных от других популяций этого вида (например, стадо оленей или берёзовая роща).

Экологическая система или экосистема - любая совокупность закономерно взаимосвязанных организмов и неорганических компонентов среды в биосфере, в которой осуществляется круговорот веществ.

Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических свойств, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенный ареал.

Биоценоз включает все популяции разных видов, характеризующиеся определенными отношениями, как между собой, так и с неорганической средой на определенной территории, называемой биотопом.

Биогеоценоз (наземная экосистема) – выделённый участок земной поверхности со своим природным набором живых существ (биоценоз) и др. компонентов: приземный слой атмосферы, почва, солнечная энергия (озеро, поляна, участок леса - биотоп). Очень крупные экосистемы называются биомами.

Биом - совокупность видов растений и животных, составляющих население одной природной зоны и характеризующаяся определенным типом структуры сообщества, выражающая комплекс адаптации к условиям среды. Существуют следующие основные типы биомов: тундра, хвойный лес, лиственный лес, влажный тропический лес, степь и пустыня.

Пищевые цепи – последовательность организмов разных трофических уровней, в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего. В природе они взаимосвязаны и образуют сложную пищевую сеть.

Экологическая ниша – совокупность всех факторов природной среды, в пределах которой возможно существование вида (местообитание, взаимоотношения с другими видами, конкуренция за пищу, наличие врагов и т.д.).

Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом, находятся в постоянном взаимодействии благодаря круговоротам.

Понятие «экосистема» ввел в науку в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли.

Экосистемы подразделяются по степени антропогенного воздействия на естественные (сохранившиеся в неприкосновенности), модифицированные (изменившиеся от деятельности человека) и трансформированные (преобразованные человеком). Различают водные и наземные экосистемы.

В каждой локальной наземной экосистеме есть абиотический компонент — биотоп, или экотоп, — пространство с относительно однородными абиотическими факторами среды и биотический компонент —сообщество, или биоценоз—совокупность популяций всех живых организмов, занимающих определенную географическую территорию (биотоп). Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме.

Члены сообщества так тесно взаимодействуют со средой обитания, что биоценоз часто трудно рассматривать отдельно от биотопа.

Поэтому их объединяют под названием биогеоценоз «биотоп + биоценоз = биогеоценоз». Биогеоценоз — понятие биогеоценоза ввел В.Н. Сукачев (1942).

Популяционно-видовой уровень – это совокупность особей одного вида, объединенных общей территорией и генофондом.

Виды отличаются друг от друга по многим признакам:

1.Морфологический критерий базируется на сходстве внешнего и внутреннего строения особей одного вида.

2.Генетический критерий – это характерный для каждого вида набор хромосом, строго определенное их число, размер и форма, это главный видовой признак.

3.Физиологический критерий – это сходство всех процессов жизнедеятельности и, прежде всего сходство размножения.

4.Географический критерий – определенный ареал, занимаемый видом в природе.

5.Экологический критерий – совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид.

Основными характеристиками популяции являются:

1.Плотность определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. 2.Численность различна у разных видов, но она не может быть ниже некоторых пределов. Падение численности ниже критической может привести к исчезновению популяции. 3.Возрастной состав зависит от продолжительности жизни особей, периода достижения ими половой зрелости.4.Характер распределения особей популяции в пространстве может быть равномерным, случайным или скученным.

Экосистема состоит из 4-х основных элементов.

А.Неживая (абиотическая) среда обитания – вода, минеральные вещества, газы, а также неживые органические вещества и гумус.

Б.Продуценты (производители) – живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. К ним относятся автотрофные организмы, производящие пищу, т.е. первичные органические вещества, в процессе фото- или хемосинтеза. Такую работу выполняют, главным образом, зелёные растения, производящие с помощью солнечной энергии из углекислого газа, воды и минеральных веществ органические соединения. Органические вещества, производимые растениями, идут в пищу животным и человеку, а высвободившийся кислород используется при дыхании.

В.Консументы – потребители растительной и животной продукции - гетеротрофные организмы, главным образом животные, поедающие другие организмы.

Экосистемы можно классифицировать по их функциональным или структурным признакам. Пример полезной функциональной классификации – деление, основанное на количестве и качестве поступающей энергии, «движущей силе». Широко используется классификация по биомам, основанная на типе растительности и (или) основных стабильных физических чертах ландшафта. Наземные биомы разделяют на группы по естественным и исходным чертам растительности, а типы водных экосистем выделяют по геологическим и физическим особенностям. Перечисленные 16 основных типов экосистем представляют собой ту среду, на которой развивалась человеческая цивилизация. Вместе с тем эти 16 биом представляют собой список основных биотических сообществ, поддерживающих жизнь на Земле.

Биомная классификация, основанная на особенностях макроструктуры: