Экологические системы

Дата добавления: 2014-05-29 | Просмотров: 1485

Экосистема – основное понятие экологии. Она может быть представлена самыми различными по масштабу образованиями, от обычной лужи до биосферы в целом. Близким к данному понятию является предложенный Сукачевым термин «биогеоценоза» (однородного участка земной поверхности с определённым составом живых и костных элементов и динамическим взаимодействием между ними)

В каждой экосистеме выделяют 2 блока:

· Её костная и биокостная часть –экотоп

· Живая часть – биоценоз.

В биоценозе живут 3 группы живых существ: продуценты, редуценты, консументы

Схема Реймерса

Общий перечень экосистемы включает:

1. Неорганические вещества (азот, кислород, вода и др.) – содержатся в виде газа, жидкости и ингредиентов субстрата

2. Органические вещества (белки, жиры, углеводы)

3. Субстрат (среда, основа), в котором постоянно обитают и развиваются организмы. В него входит верхний слой атмосферы и донные отложения гидросферы

4. Автотрофы (продуценты) – организмы, способные к фото- и хемосинтезу. Они являются создателями органических веществ из неорганических;

5. Гетеротрофы (консументы) – потребители органических веществ

6. Редуценты (микроконсументы) – разлагают мертвую органику и превращают в органическую составляющую

Три последних компонента экосистемы обычно разделены в пространстве и во времени.

Некоторые органические вещества могут только находится в живых организмах, другие – только вне организма, третьи находятся и в живом, и в костном веществе, но активно функционируют только в составе живого вещества (пр: хлорофилл). Чисто биологические компоненты экосистемы различаются по типу питания и местом в круговороте веществ и энергии. Продуценты, к которым, прежде всего, относятся зеленые растения, обеспечивают в процессе фотосинтеза за счёт энергии солнечного света образование нового органического вещества – углеводов. В процессе фотосинтеза в биосфере за год создается более 100 миллиардовтон углеводов, усваивается 200 миллиардов тон углекислого газа и выделяется 175 миллиардов тон кислорода.

В природе существует и бактериальный фотосинтез, в котором окислителем выступает сероводород и органические соединения. Такой вид фотосинтеза очень важен для круговорота серы.

Вновь создаваемое органическое вещество вместе с содержащейся в нём энергии является источником питания для консументов. Различают несколько видов консументов. Консументы первого порядка – травоядные, консументы второго порядка – хищники (могут быть нескольких порядков).

Последним экологическим компонентом экосистемы являются редуценты, которые представлены микроорганизмами. Редуценты разлагают органическое вещество в присутствии кислорода (аэробное разложение) и в его отсутствие (анаэробное разложение).

Существенная роль в разложении органического вещества принадлежит и мелким консументам. Также разложение органических веществ может обеспечиваться и другими путями.

Пример экосистем: наземная (лугопастбищная) и озёрная. В каждой из этих систем источником энергии является солнце. Среда в первой системе представлена атмосферным воздухом и почвой, а во второй системе – водой и водными осадками. Продуцентами в первой системе будут относительно крупные растения, во второй – очень мелкие, часто микроскопические формы (фитопланктон). Функции консументов первого порядка выполняют растительноядные животные, в озёрах – зоопланктон, который находится в толще воды. Консументами второго порядка на лугу являются хищники и птицы, а в озере – рыбы. Таким образом, структура и функционирование систем сходны, но их среда и рядовой состав биоценоза различен.

Скорость разложения мертвых организмов зависит от вида органического вещества. Ткани животных могут разлагаться сравнительно быстро, а древесина – медленнее. Наиболее устойчивым продуктом разложения является гумус, который накапливается в почвах столетиями. Процесс разложения ускоряется человеком за счёт сжигания органических веществ, ускорения распада гумуса при интенсивном или нерациональном сельхоз производстве и сжигании лесов. Часть вновь образованного органического вещества может храниться в экосистеме в форме запасов веществ.

Параллельно круговороту веществ в экосистеме идет круговорот энергии с неизбежными её потерями на каждом этапе. Сток тепла означает неизбежное рассеивание энергии для поддержания экосистемы на более высоком уровне упорядоченности, то есть на более низком уровне энтропии. В этой системе создаются определённые запасы вещества и энергии, часть из которых может экспортироваться из системы.

В наше время в биосфере в целом распадается количество вещества, примерно равное вновь образуемым, однако более трехсот миллионов лет назад распад органического вещества был меньше. В последующие эпохи наблюдались колебания в создании и распаде органики, что привело к изменению содержания углекислого газа в атмосфере планеты, и, соответственно, к глобальным изменениям климата, одним из проявления которого были оледенения.