68420

Классификация и свойства экосистем

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Компоненты и процессы обеспечивающие функционирование экосистемы рассмотрим на рисунке где схематически представлено взаимодействие трёх компонентов а именно: сообщества потока энергии круговорота веществ Поток энергии направлен в одну сторону часть поступающей солнечной энергии преобразуется...

Русский

2014-09-22

66.5 KB

4 чел.

                                                                  Лекция 3.

                                     Классификация и свойства экосистем.

  1.  Функциональные свойства и структура экосистемы.
  2.  Примеры экосистем.

 

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

Экосистема - основная функциональная единица в экологии, поскольку в неё входят и организмы и неживая среда - компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга  и необходимые для поддержания жизни в той её форме, которая существует на Земле.  

 Компоненты и процессы, обеспечивающие функционирование экосистемы, рассмотрим на рисунке, где схематически представлено взаимодействие трёх компонентов, а именно :

  1.  сообщества
  2.  потока энергии
  3.  круговорота веществ

Поток энергии направлен в одну сторону, часть поступающей солнечной энергии преобразуется сообществом и переходит на качественно более новую ступень, трансформируясь в органическое вещество, представляющее собой более концентрированную форму энергии, чем солнечный свет, но большая часть энергии деградирует, проходит через систему покидает её в виде низкокачественной тепловой энергии (тепловой сток). Энергия может накапливаться, затем снова высвобождаться или экспортироваться, но её нельзя использовать вторично. В отличие от энергии, элементы питания, в том числе биогенные элементы, необходимые для жизни (углерод, азот, фосфор и т.д.), и вода  могут использоваться многократно. Эффективность повторного использования и размеры импорта и экспорта элементов питания сильно варьируют в зависимости от типа экосистемы.

                                                                                                                                    

                                                                                                                                       

 источник энергии                          хранилище энергии

 

             Автотрофы (зелёные растения способные переводить солнечную энергию в  органические вещества).

             Гетеротрофы (организмы, нуждающиеся в готовой пище).

 

На функциональной схеме сообщество изображено в виде пищевой сети, образованной автотрофами и гетеротрофами, связанными  между собой соответствующими потоками энергии, круговоротами биогенных элементов.

 Все экосистемы даже самая крупная - биосфера, являются открытыми системами, они должны получать и отдавать энергию. Поэтому концепция экосистемы должна учитывать существование связанных между собой и необходимых для функционирования и  самоподдержания экосистемы, факторов среды на выходе и среды на входе.
Масштабы изменения среды на входе и выходе сильно варьируют и зависят от размеров системы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей); от интенсивности обмена (чем он интенсивнее, тем больше приток и отток); сбалансированности автотрофных и гетеротрофных процессов (чем сильнее нарушено это равновесие, тем больше должен быть приток извне для его восстановления); стадии и степени развития системы.

С точки зрения трофической структуры (от греч. trophe - питание) экосистему можно разделить на два  яруса:

  1.  верхний автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус или «зеленый пояс»,включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света ,использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений.
  2.  нижний гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс», в котором преобладает использование, трансформация и разложение сложных соединений.

 С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты:

  1.  неорганические вещества (C, N, CO2, H2O и др.) включающееся в круговороты.
  2.  органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества), связывающие биотическую и абиотическую части.
  3.  воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим и другие физические факторы.
  4.  продуцентов, автотрофных организмов, в основном зеленые растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ.
  5.  макроконсументов или фаготрофов (от греч. phagos - пожиратель) - гетеротрофных организмов, основном животных, питающихся другими организмами или частицами органического вещества.
  6.  микроконсументов, сапротрофов, деструктрофов - гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапротрофами из растений и других организмов.

Рассмотрим примеры экосистем:

Пруд и луг.

Абиотические вещества: неорганические и органические соединения и отдельные элементы O2, S, P, N, CO2, аминокислоты, гуминовые кислоты и большая часть жизненно важных элементов питания находятся в растворе и непосредственно доступно организмам, но значительное их количество держится в запасе в виде нерастворенных частиц вещества, а также в самих организмах.

Скорость высвобождения элементов питания в раствор, поступление солнечной энергии, а также температурный цикл, долгота дня, и другие климатические условия - таковы самые важные переменные, ежедневно регулирующие интенсивность функционирования всей экосистемы.

Продуценты.

Продуцентов пруда можно подразделить на два главных типа :

  1.  укоренённые или крупно плавающие растения (макрофиты), обычно встречающиеся только на мелководье.
  2.  мелкие плавающие растения, как правило, водоросли, называемые фитопланктоном, которые распространены в толще воды на глубину проникновения света. При изобилии фитопланктона вода становится зеленоватой, в других случаях продуценты незаметны. Играют большую роль, чем укоренённые.

Среди продуцентов луга преобладают укоренённые растения, но на почве, камнях и стеблях высших растений встречаются мелкий фотосинтезирующие организмы, такие как водоросли, мхи, лишайники.

Макроконсументы.

Первичные макроконсументы или растительноядные животные питаются непосредственно живыми растениями или их частями.

В пруду имеются два типа первичных макроконсументов :

  •  зоопланктон (животный планктон)
  •  бентос (донные формы), соответствующие двум типам продуцентов.

В экосистеме луга растительноядные животные также делятся на две группы :

Мелкие - растительноядные насекомые и другие беспозвоночные.

Крупные - травоядные грызуны и копытные млекопитающие.

Вторичные консументы, или плотоядные, такие как хищные насекомые и хищные рыбы в пруду и хищные насекомые, пауки, птицы, млекопитающие на лугу, питаются первичными консументами или другими вторичными консументами (становясь тем самым третичными консументами).

Сапротрофные организмы - представлены на лугу и в пруду бактериями, жгутиковыми и грибами.

Как видим, структура и функции водных и наземных экосистем в принципе сходны, однако видовой состав и размеры трофических компонентов этих экосистем различны. Наиболее резкое различие между экосистемами - в размерах зелёных растений. Наземные автотрофы обычно не так многочисленны, но они значительно крупнее водных. Наземные автотрофы используют значительную часть своей энергии на построение опорной ткани, которая необходима в связи с тем, что плотность (а значит и поддерживающая способность) воздуха значительно меньше, чем воды.

Примеры основных экосистем :

классификация по биомам, основанная на типе растительности и основных стабильных физических чертах ландшафта.

 Наземные биомы.

Биом - крупная региональная или субконтинентальная биосистема, характеризующаяся каким-либо основным типом растительности. Наземные экосистемы выделяют на биомы, а типы водных экосистем по геологическим и физическим особенностям.

Тундра : арктическая и альпийская ;

Хвойные леса ;

Листопадный лес умеренной зоны ;

Степь умеренной зоны ;

Саванна ;

Чапараль - район с дождливой зимой и засушливым летом ;

Пустыня ;

Полувечнозелёный тропический лес : выражены влажный и сухой сезоны ;

Вечнозелёный тропический дождевой лес ;

Пресноводные экосистемы.

Лентические (стоячие воды) : озёра, пруды ;

Лотические (текучие воды) : реки, ручьи ;

Заболоченные угодья : болота, болотистые леса ;

Морские экосистемы.

Открытый океан (пелагическая) ;

Воды континентального шельфа (прибрежные) ;

Районы апвеллинга  (плодородные районы с продуктивным рыболовством) ;

Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, солёные марши) ;

  1.  среды (ветер, мороз).  

             


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5508. Використання вбудованих функцій excel для фінансових розрахунків 495 KB
  Використання вбудованих функційexcel для фінансових розрахунків Фінансові функції Excel призначенні для обчислення базових величин, необхідних для проведення складних фінансових розрахунків. Прості та складні відсотки Прості відсотки...
5509. Аппаратная реализация системного анализа 107 KB
  Понятие модели. Классификация моделей Под аппаратной реализацией в системном анализе понимается моделирование поведения сложной системы, процессов принятия решений в ней, а так же методология (система познавательных средств, методов (способов) и ...
5510. Общие закономерности экономического развития. Основные типы экономических систем 66.5 KB
  Общие закономерности экономического развития. Основные типы экономических систем. Цель изучения данной темы - уяснить, какие экономические категории и законы являются общими для всех времен и народов, с какими экономическими проблемами сталкива...
5511. Силовой кинетостатический анализ механизмов 393.44 KB
  Силовой (кинетостатический) анализ механизмов. Общие сведения и определения Проектирование нового механизма всегда включает его силовое исследование, так как по найденным силам производится последующий расчет на прочность элементов кинематических па...
5512. Классическая древнегреческая философия: Платон и Аристотель 98 KB
  Классическая древнегреческая философия: Платон и Аристотель. Вопрос 1 Проблема соотношения материального и идеального в учении Платона. Вся европейская философская традиция - не что иное, как ряд примечаний к Платону (А. Уайтхед). Если философ ...
5513. Россия в XVII веке 74.5 KB
  Россия в XVII в. Кризис власти на рубеже XVI-XVII вв. Конец династии Рюриковичей. Причины, этапы и итоги Смуты начала XVII в. Социально-экономическое устройство России в XVII в. Внешняя политика России в XVII веке. Кризис вла...
5514. Сучасна журналістика Швеції 94.5 KB
  Сучасна журналістика Швеції. Основні віхи історії шведської журналістики У Швеції, як і в інших країнах Європи, передумови до виникнення періодичного друку склалися у зв\'язку з формуванням національного ринку, зростанням мануфактури, розповсю...
5515. Приметы и традиции Нового года. Мероприятие 19.41 KB
  Приметы и традиции Нового года. Цель: познакомить детей с традициями Нового года. Задачи:1)Образовательная: Рассказать детям историю нового года. 2)Развивающая: развивать у детей воображение, проверить их чтение на практике. 3)Воспитательная: воспит...
5516. Сценарии к новому году для детей 1-11 классов 1.12 MB
  Сценарии к новому году У зайчишек Новый год Новогодний праздник 2013 для начальной школы Новогоднее представление для малышей Сценарий утренника для малышей Чудеса от деда Мороза (7-8 класс) Сценарий новогоднего праздника «Новый год в кругу друзей» ...