ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Экологическая система – это взаимосвязанная, единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания
Термин «экосистема» - 1935 г. А. Тенсли Т ермин «биогеоценоз» - д ля обозначения природных эко систем - Сукачев В.Н.
Наземные Пресноводные Морские
Основны е лимитирующи е фактор ы наземных экосистем - неодинаковые средние температуры и количество осадков
Лимитирующие факторы водной среды: течение, глубина, прозрачность, температура Классификация: Лентические системы Лотические системы Болота
1 - литоральная зона – толща воды, где свет проникает до дна 2 – лимническая зона – толща воды до глубины, куда проникает 1% солнечного света и где затухает фотосинтез 3 – профундальная зона – дно и толща воды, куда не проникает солнечный свет
Лимитирующие факторы: соленость, глубина, прозрачность, температура
открытый океан
область континентального шельфа
Эстуарии – прибрежные области смешивания речных вод с морскими
Гомеостаз – способность экосистем (организмов, популяций) противостоять изменениям и сохранять равновесие Гомеостаз обеспечивается механизмами обратной связи
– + Рост популяции хищника Рост популяции жертвы + положительная обратная связь - отрицательная обратная связь Управление в системе осуществляется посредством положительных и отрицательных связей. Имеет место эффект саморегуляции. Нарушение сбалансированности системы могут вызвать другие факторы (засуха, вмешательство человека)
Сукцессия – последовательная смена биоценозов на одной и той же территории Изменения, касающиеся в первую очередь биоценоза, происходят медленно, на всех стадиях процесса экосистема сбалансирована
Первичная сукцессия – процесс развития и смены биоценозов на незаселенных ранее участках (голая скала-лишайники-мхи-травы-лес)
Вторичная сукцессия происходит на месте сформировавшегося биоценоза после его нарушения по какой-либо причине (пожар, вырубка леса, засуха)
Цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим называется трофической цепью
Простейшая цепь питания состоит из трех основных звеньев: Продуценты Консументы Редуценты В каждой цепи питания формируются определенные трофические уровни, которые характеризуются различной интенсивностью протекания потоков веществ и энергии
Первый трофический уровень – это продуценты (зеленые растения) Второй уровень – растительноядные консументы Третий уровень – плотоядные консументы Четвертый уровень – плотоядные консументы, потребляющие других плотоядных и т.д.
При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря, поэтому цепи питания состоят из 4-6 звеньев В природе трофические цепи связаны между собой общими звеньями и образуют трофические сети
Это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи (биомасса, производимая на единице площади в единицу времени) Продуктивность может выражаться в единицах массы, энергии, числа особей
Первичная продукция – органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени Вторичная продукция – прирост массы консументов за единицу времени Продуктивность биосферы – 164 млрд. т сухого органического вещества в год
Графическое изображение функциональной организованности экосистем ы Типы экологических пирамид Пирамида численности Пирамида биомассы Пирамида энергии (или продукции)
показывает численность организмов на каждом трофическом уровне Количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается 1 4 2000
характеризует суммарную массу живого вещества на данном трофическом уровне г/м 2, г/м 3 П – продуценты РК- р астительноядные консументы ПК – плотоядные консументы П РК ПК Пирамида биомасс наземной экосистемы
показыва ет величины потоков энергии через последовательные трофические уровни Закон (правило) 10 % С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой, более высокий ее уровень передается около 10 % энергии 1942 г., Р. Линдеман
Все вещества на нашей планете находятся в процессе круговорота В природе имеется два основных круговорота Большой (геологический) Малый (биогеохимический)
Большой круговорот длится миллионы лет, обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли. Связан с геологическими процессами, образованием и разрушением горных пород и последующим перемещением продуктов разрушения.
Малый круговорот (биогеохимический) совершается в пределах биосферы, на уровне биоценоза. Сущность его – в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Биогеохимические циклы – Вернадский В.И.
Газовая – основные газы атмосферы (азот, кислород) – биогенного происхождения, продукт разложения отмершей органики Концентрационная – организмы накапливают в своих телах химические элементы ( у глерод, йод, фосфор и др.) Окислительно-восстановительная – организмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или осаждения веществ
4. Биохимическая – размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества 5. Биогеохимическая деятельность человека – охватывает все разрастающееся количество веществ земной коры для хозяйственных и бытовых нужд человека
Тр сток инф Испарение воды Конденсация паров Выпадение осадков сток Транспирация инфильтрация
В свободной форме азот является составной частью воздуха – 78 % об. Живыми организмами усваивается только в форме соединений с водородом и кислородом Фиксация азота в химические соединения происходит в результате вулканической и грозовой деятельности, но большей частью – в результате деятельности микроорганизмов – фиксаторов азота (бактерии и сине-зеленые водоросли)
Азот поступает к корням растений в форме нитратов, которые используются для синтеза органики (белков) Животные потребляют азот с растительной или животной пищей Бактерии превращают органические азотсодержащие соединения биологических отходов в аммиак или газообразный азот, замыкая цикл
Техногенная деятельность человека нарушает естественный баланс круговорота азота: Выбросы оксидов азота при сжигании топлива (автомобили, ТЭЦ) Избыток нитратов, вносимых с минеральными удобрениями Стоки с ферм
Углерод, содержащийся в виде СО 2 в атмосфере, служит сырьем для фотосинтеза растений, а затем вместе с их веществом потребляется консументами разных трофических уровней. При дыхании растений, животных, по мере разложения мертвого вещества выделяется СО 2, в форме которого углерод возвращается в атмосферу.
2. Большая часть углерода содержится в водах океана (растворенный СО 2, карбонаты). Океан поглощает избыток СО 2 из воздуха, в результате чего образуются карбонатные и бикарбонатные ионы. В ходе обратн ого процесс а СО 2 выделяется из океана в атмосферу. Океаны играют роль своеобразного буфера, поддерживая концентрацию СО 2 в атмосфере на постоянном уровне.
Техногенная деятельность человека нарушает естественный баланс круговорота углерода: При сгорании органического топлива ежегодно в атмосферу выбрасывается около 6 млрд. т СО 2 : Производство электроэнергии на ТЭЦ Выхлопные газы автомобилей Уничтожение лесов
