3.1. Экосистемы. Основные компоненты и свойства
Цель занятия: Изучить структуру и свойства экосистем во взаимосвязи с ее компонентами. Познакомиться с основными классификациями экосистем (биомная и др.). Найти различия между природными и антропогенными экосистемами. Пищевые цепи в различных биоценозах.
Понятие, структура и свойства экосистем
Термин «экосистема» был введен в научный обиход в 1935 г. английским экологом А. Тенсли. Экосистема – основная функциональная единица в экологии.
Экосистема – сообщество взаимосвязанных живых организмов разных видов (биоценоз) и окружающей их среды (неорганические компоненты, косная часть природы), объединенных между собой круговоротом веществ и потоком энергии.
Экосистему
можно предста-вить
как совокупность орга-низмов и
неорганических компонентов, в которой
осуществляется круговорот веществ.
В
отечественной литературе
параллельно с термином "экосистема"
широко исполь-зуется термин "биогеоценоз",
предложенный академиком
В. Н.
Сукачевым в 1940 г.
Биогеоценоз
- совокупность биоценоза и биотопа
(рис.3.1.).
Рис. 3.1. Структура биогеоценоза
(по В. Н. Сукачеву)
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ
Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
Биотоп – определенная территория со свойственными ей абиотическими факторами среды (климат, почва).
Любой биогеоценоз – это экосистема, но не каждая экосистема является биогеоценозом (экосистема озера, моря и т.п. не может быть биогеоценозом).
Биогеоценоз – это эволюционно сложившееся сообщество растений (фитоценоз) и животных (зооценоз), которые обитают на относительно ограниченном пространстве земной поверхности, имеющим свой микроклимат, почву и водный режим.
Трофическая (пищевая) структура экосистемы делится на два яруса:
- верхний автотрофный ярус, включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений;
- нижний гетеротрофный ярус почв и осадков, разлагающихся веществ, корней, в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений.
Биологическая структура включает в себя следующие основные компоненты:
- неорганические вещества (СО2, Н2О, N2, О2, минеральные соли и др.), включающиеся в круговороты;
- органические вещества (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.);
- воздушную, водную и субстратную среды, включающие климатическую составляющую и другие абиотические факторы;
- продуцентов, автотрофных организмов, производящих органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии);
- консументов, гетеротрофных организмов, главным образом животных, потребляющих органическое вещество продуцентов или других консументов. Консументы бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.
- редуценты и детритофаги (микроконсументы, деструкторы, сапротрофы) – гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных соединений (сапротрофные бактерии и грибы).
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ
Продуценты и консументы частично выполняют функцию редуцентов, выделяя в окружающую среду минеральные вещества (продукты их метаболизма).
В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении:
продуценты → консументы → редуценты.