Структура экосистемы и ее элементов 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Структура экосистемы и ее элементов



Экосистему можно определить как совокупность популяций различных видов растений, животных и микроорганизмов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время.

Природные экосистемы могут быть водными и наземными, разного объема и протяженности: лужа с ее обитателями, река, пруд, озеро, океан, луг, роща, тайга, степь – все это примеры разномасштабных экосистем. Более мелкие экосистемы входят в состав все более крупных, вплоть до общей экосистемы Земли. Очень крупные наземные экосистемы называются биомами (тропические леса, пустыни, тайга, тундра). Также в зависимости от масштаба выделяют микроэкосистемы (подушка лишайника), мезоэкосистемы (пруд, озеро), макроэкосистемы (океан) и глобальную экосистему (биосфера Земли).

Термин «экосистема» введен английским ботаником А. Тенсли (1935) и применим как к природным, так и к искусственным системам (см.гл. 1.). В нашей стране для обозначения природных комплексов принят термин биогеоценоз (от греч. биос – жизнь, гео – Земля, ценоз – сообщество), предложенный академиком В.Н. Сукачевым (1942), т.е. биогеоценоз – это синоним экосистемы только применительно к природным образованиям.

Любую экосистему можно разделить на совокупность живых организмов, которую называют биотой, и неживые факторы окружающей среды. Другими словами, экосистема включает два компонента: биотический – сообщество, или биоценоз, и абиотический – биотоп, или экотоп [15–17, 28–30].

Термин «биоценоз» предложен немецким зоологом К. Мебиусом (1877).

Он обозначает взаимосвязанную совокупность популяций растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз), совместно обитающих в пределах определенного объема пространства (биотопа). Все элементы экосистемы связаны друг с другом (рис. 2). В чистом виде ни фитоценоз, ни зооценоз, ни микробоценоз в природе не встречаются, как и биоценоз в отрыве от биотопа.

Рассмотрим более подробно структуру биотического компонента экосистемы. Выделяют трофическую, пространственную и видовую структуру биоценоза.

Трофическая структура формируется пищевыми связями, которые являются важнейшим видом взаимоотношений между организмами в биоценозе. Все организмы, живые и мертвые, являются пищей для других организмов. Несмотря на громадное разнообразие экосистем, им свойственна примерно одинаковая биотическая структура: все они включают одни и те же категории организмов, взаимодействующих стереотипным образом. Это продуценты, консументы, детритофаги и редуценты.

АТМОСФЕРА
ЛИТОСФЕРА
ГИДРОСФЕРА
ПЕДОСФЕРА
БИОТОП
БИОЦЕНОЗ
РАСТЕНИЯ
(
фитоценоз
)
ЖИВОТНЫЕ
(
)
зооценоз
МИКРО-
ОРГАНИЗМЫ
 
(
микробоценоз)

Рис. 2. Схема экосистемы

Продуценты, или автотрофы («самопитающиеся», от греч. автос – сам, трофос – питание) – это организмы, способные производить органические вещества (белки, жиры, углеводы и др.) из неорганических веществ (СО2, Н2О, минеральных солей и др.) окружающей среды, используя фотосинтез (зеленые растения) и хемосинтез (хемосинтезирующие бактерии). Главную роль в продуцировании органических веществ выполняют зеленые растения, в которых под действием солнечного света протекает процесс фотосинтеза и энергия света накапливается в органических соединениях в форме химической энергии:

6СО2 + 6Н2О + солнечная энергия → С6Н12О6 + 6О2.

неорганические органическое вещества вещество – глюкоза

Все остальные организмы питаются готовым органическим веществом, которое служит им источником энергии и материалом для формирования своего тела. Таким образом, зеленые растения производят пищу для всех остальных организмов экосистемы, которые являются гетеротрофами, т.е. «питающимися другими».

Консументы гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов. Различают консументы первого порядка (растительноядные, или фитофаги), второго порядка (плотоядные, или зоофаги) и более высоких порядков, причем некоторые животные соответствуют нескольким таким уровням.

Детритофаги и редуценты это гетеротрофные организмы, потребляющие мертвые растительные и животные остатки (мертвое органическое вещество – детрит), например, опавшие листья, фекалии, трупы животных. К детритофагам относятся земляные черви, раки, термиты, муравьи и т. д. Различают первичных детритофагов, питающихся непосредственно детритом, вторичных и т. д. Значительная часть детрита гниет и разлагается в процессе питания грибов и бактерий. Они выполняют в биоценозе специфическую роль: полностью разлагают органические вещества до неорганических веществ (минерализуют органические вещества), поэтому их выделяют в особую подгруппу детритофагов и называют редуцентами или деструкторами.

Следует учитывать, что и продуценты, и консументы частично выполняют функции редуцентов, выделяя в окружающую среду минеральные вещества – продукты метаболизма.

Пространственная структура – распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и горизонтали). Пространственная структура образуется прежде всего растительной частью биоценоза. Различают ярусность (структура биоценоза по вертикали) и мозаичность (структура по горизонтали). Например, в широколиственном лесу выделяют 5 – 6 ярусов: деревья первой, второй величины, подлесок, кустарник, высокие травы, низкие травы. В каждом ярусе растительности преимущественно обитают свои животные из состава биоценоза. В водных экосистемах вертикальная структура задается в первую очередь абиотическими условиями: освещенностью, температурой и др. Мозаичность реализуется в виде неравномерного распределения популяций по площади из-за неоднородности почвенногрунтовых условий, микроклимата, рельефа и т.п.

Видовая структура – это количество видов, образующих биоценоз, и соотношение их численностей. Видовой состав и насыщенность биоценоза зависят от условий среды. На Земле существуют как резко обедненные сообщества полярных пустынь, так и богатейшие сообщества тропических лесов и коралловых рифов.

Виды, преобладающие по численности, массе и развитию, называют доминантными. Среди них выделяют эдификаторы («строители»), которые своей жизнедеятельностью в наибольшей степени формируют среду обитания, предопределяя существование других организмов, и без которых другие виды существовать не могут. Именно они порождают разнообразие видов в биоценозе. Как правило, эдификаторами выступают растения – ель, сосна, кедр (в хвойных лесах); ковыль (в степях) и лишь изредка животные. Например, ель в еловом лесу наряду с доминантностью обладает сильными эдификаторными свойствами, выражающимися в способности затенять почву, создавать кислую среду своими корнями, образовывать специфические подзолистые почвы. Вследствие этого под пологом ели могут жить только тенелюбивые растения.

Каждый вид в природе состоит из одной или нескольких популяций, и популяция, таким образом, является формой существования вида в сообществе, его наименьшей эволюционирующей единицей. Популяция это определенным образом организованная совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство. Она имеет возрастную структуру, т. е. определенное соотношение численности особей разного возраста (предрепродуктивного, репродуктивного и пострепродуктивного); половую структуру – определенное соотношение полов, причем, как правило, количество самцов и самок различно; пространственную структуру – характер распределения особей в пределах ареала и др.

Основные характеристики популяции: плотность – число особей, приходящихся на единицу площади или объема; численность – общее число особей на выделяемой территории; рождаемость – число новых особей, появившихся в результате размножения в единицу времени; смертность – число особей, погибших за определенный отрезок времени; прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью.

Человек в своей конкретной практике имеет дело не с отдельными особями и видами, а именно с популяциями растений и животных, меняя их численность, структуру и другие количественные характеристики, что ведет к снижению интенсивности воспроизводства, а в ряде случаев – к исчезновению популяции.

С возникновением человеческого общества и образованием стабильных поселений человека возникли синантропныевиды, популяции которых обитают вблизи человека: в его жилищах, в местах размещения отходов жизнедеятельности. Это тараканы, клопы, мухи, мыши и др. Они могут быть вредителями, паразитами, переносчиками опасных инфекционных заболеваний, т. е. выступать в качестве опасных экологических факторов.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 694; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.143.154 (0.012 с.)