Биогеоценоз – (от греч. «биос», «гея» – земля, «ценоз» – общий) – природная система живых организмов и окружающей их абиотической среды, связанная обменом веществами, энергией и информацией.
Классификация экосистема
Экосистемы земли весьма разнообразны и различаются по следующим показателям: размеру, источнику энергии, среде обитания, составу.
По размеру экосистемы классифицируют на:
Микроэкосистемы – например, ствол гниющего дерева и т. д.
Мезоэкосистемы – например, лес, пруд и т. д.
Макроэкосистемы – например, континент, океан и т. д.
Глобальную – например, биосфера.
Природные экосистемы классифицируют на наземные, пресноводные и морские.
Наземные экосистемы биомы (тропический лес, пустыня (травянистая, кустарниковая), саванна, степь, листопадный лес умеренной зоны, хвойные леса, тундра).
Пресноводные экосистемы (озера, пруды, реки, ручьи, болота и т. д.)
Морские экосистемы (океан открытый, прибрежные воды, устья рек, проливы и т. д.)
В зависимости от источника энергии экосистемы делят на:
Природные экосистемы (естественные).
Антропогенные экосистемы – экосистемы созданные человеком.
По составу экосистемы классифицируют на автотрофные и гетеротрофные.
Автотрофная – экосистема, обеспечивающая себя энергией за счет собственных организмов – продуцентов (большинство природных экосистем).
Гетеротрофная - экосистема, получающая энергию от готовых органических соединений созданных организмами, не являющимися компонентами этой экосистемы, или использующие энергию человека. Например, антропогенные экосистемы.
Структура экосистем
В состав экосистем, как уже отмечалось ранее, входят живые организмы и окружающая их абиотическая среда. В состав экосистем входят:
Неорганические вещества (CO2 O2 H2O и др.);
Органические соединения (ферменты, витамины, белки, гуминовые кислоты и т. д.);
Воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим и др. физические факторы;
Продуценты (от лат. продуценс - производящий) - автотрофные организмы (фотоавтотрофы, хемоавтотрофы);
Автотроф (от греч. автос - сам и трофе –питание) – это организм способный синтезировать органические вещества. Автотрофы в свою очередь делятся на фотоавтотрофы и хемоавтотрофы
Фотоавтотроф (от. греч. фотос - свет и трофе – пища)- автотрофный организм, для которого источником энергии для синтеза органических веществ служит свет. К фотоавтотрофам относят растения.
Хемоавтотрофы (от хемо – химический и греч. трофе – пища) - микроорганизмы, синтезирующие органические вещества из неорганических с помощью энергии, освобождающейся при окислении химических соединений, имеющихся в воде, почве, главным образом из аммиака, сероводорода и др.
Консументы I, II и т. д. порядков ( от лат. консумо - потребляю) – гетеротрофные организмы
Гетеротроф (от греч. трофе – пища) - организм питающейся готовыми органическими веществами.
Консументы делятся на биофагов и сапрофагов.
Биофаги (от. греч. био - живой и трофе – пища) – консументы, питающиеся живым органическим веществом.
Сапрофаги (с греч. сапрос - гнилой трофе – пища) – консументы, питающиеся мертвым органическим вещством
Биофаги делятся на фитофаги и зоофаги.
Редуценты, детритофаги – гетеротрофные организмы в основном бактерии и грибы, получающие энергию либо разлагая мертвые ткани, либо путем поглощения растворенного органического вещества. Так же к ним относятся жуки – навозники, дождевые черви, дафния в водоеме.
Тема 2. Поток энергии в экосистемах
Живые организмы для своего существования должны постоянно пополнять и расходовать энергию. Главный источник энергии для всего живого Земле - Солнце. Из всего спектра солнечного излучения, достигающего земной поверхности, только 40% составляет фотосинтетически активная радиация (ФАР, имеющая длину волны 380-710нМ). Растения в процессе фотосинтеза усваивают (химически связывают) лишь небольшую часть ФАР. Первичными энергии для всех других организмов в цепях питания являются растения.
Биотический (биологический) круговорот веществ в экосистеме.
hv
редуценты продуценты
разлагают органическое синтезируют органи-
вещество до минеральных ческое вещество (созда - тели
консументы
потребители органического
вещества
Рис. 6. Поток энергии в экосистемах
Пищевые цепи и сети
Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность переноса энергии от одного организма другому.
Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, иначе именуемые продуцентами. Организмы второго трофического уровня называют первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывают четыре или пять трофических уровней и редко более шести.
Трофический уровень – место каждого звена в цепи питания.
продуценты – I трофический уровень
консументы I порядка – II трофический уровень
консументы II порядка – III трофический уровень
консументы III порядка – IV трофический уровень
консументы IV порядка – V трофический уровень
редуценты – VI трофический уровень
В водных, в частности, морских экосистемах пищевые цепи хищников, как правило, длиннее, чем в наземных. Пищевая цепь хищников начинается с растения и переходит от мелких организмов к крупным.
Примеры:
нектар→муха→паук→землеройка→сова→фитопланктон→зоопланк-тон→песчанка→сельдь→баклан→веслоногие→рачки→рыба
Существуют два главных типа пищевых цепей – пастбищные (или «выедания») и детритные (или «разложения»).
Цепь пастбищная – пищевая цепь, начинается с фотосинтезирующих организмов. В пастбищных пищевых цепях первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй – пастбищные животные (термин «пастбищные» охватывает все организмы, питающиеся растениями), третий – хищники.
Пищевые цепи включающие паразитов, отличаются тем, что идут от крупных организмов к мелким. В некоторых случаях бывает, что один паразит развивается внутри тела другого паразита (гиперпаразитизм).
Например:
растение→травоядное→паразит→гиперпаразит
сосна →гусеница →бракониды→наездники
Детритные (сапрофиные) пищевые цепи – поток энергии, идущий от мертвого органического вещества (детрита) через систему организмов детритофагов.
Например:
листовая подстилка→дождевой червь→черный дрозд→ястреб→пере-пелятник
Детритная пищевая цепь в наземных экосистемах по Б. Небелу 1993г.
детрит→первичные детритофаги (земляные черви, грибы, бактерии)→вторичные детритофаги (многоножки, простейшие, личинки насекомых)→более крупные консументы
Экологические пирамиды
Для наглядности представления взаимоотношений между организмами различных видов в биоценозе принято использовать экологические пирамиды, различая пирамиды численности, биомасс и энергии.
Экологические пирамиды выражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме.
Экологические пирамиды
пирамиды пирамиды пирамиды
численности биомассы энергии
Пирамиды численности отражают плотность организмов на каждом трофическом уровне. Иногда они перевернуты. Например, в лесу деревьев меньше, чем насекомых. Пирамиды численности могут быть как прямыми, так и перевернутыми. Каждый уровень изображается условно в виде прямоугольника, длина или площадь которого соответствует численному значению количества особей. Расположив эти прямоугольники в соподчиненной последовательности, получают экологическую пирамиду численности, основной принцип построения которой впервые сформулировал американский эколог Ч. Элтон.
Пирамида биомассы отражает суммарную массу организмов (биомасса) каждого трофического уровня (отражает пищевые взаимоотношения в экосистеме).
Экологическую пирамиду биомасс строят аналогично пирамиде численности. Её основное значение состоит в том, чтобы показать количество живого вещества (биомассу – суммарную массу организмов) на каждом трофическом уровне.
Биомасса (от греч. «биос» – жизнь и лат. «масса» – ком, кусок) – количество живого вещества, приходящегося на единицу площади или объема. Выражается в единицах массы или энергии.
Пирамиды биомасс, так же как и численности может быть не только прямыми, но и перевернутыми.
Самым фундаментальным способом отражения связей между организмами разных трофических уровней и функциональной организацией биоценозов является пирамида энергии, в которой размер прямоугольников пропорционален энергетическому эквиваленту в единицу времени, т. е. количеству энергии прошедшей определенный трофический уровень за принятый период. К основанию пирамиды энергии можно обосновано добавить снизу еще один прямоугольник, отражающий поступление энергии Солнца.
Пирамида энергии – разновидность пирамиды биомасс, в которой представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических уровней экосистемы или проходящей через эти уровни.
В 1942г. в США напечатана статья гидробиолога Р. Линдемана «Трофикодинамическое направление в экологическом исследовании», установлено «правило Линдемана» («закон пирамиды энергий» или правило 10 %).
Закон пирамиды энергий Р. Линдемана (закон 10 %) гласит, что с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не больше 10 % энергии.
Продуктивность экосистем
Продуктивность биологическая – биомасса, энергия и биогенные летучие вещества, произведенные сообществом организмов на единицу площади за единицу времени.
Продуктивность экосистем
первичная вторична
валовая ВПП чистая ЧПП
Продуктивность первичная – биомасса, энергии и биогенные летучие вещества, произведенные только продуцентами на единицу площади за единицу времени.
Продуктивность вторична – биомасса, энергия и биогенные летучие вещества, произведенные только гетеротрофами на единицу площади за единицу времени.
Продуктивность первична валовая (ВПП) – (общая) продуктивность первичная с учетом энергии израсходованной на жизнедеятельность продуцентов.
Продуктивность первичная чиста (ЧПП) – скорость накопления органического вещества за вычетом расхода на жизнедеятельность продуцентов.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
