59

Лекция 6. 2012.

Процессы в биосфере.

План.

6.1. Виды процессов в биосфере.

6.2. Энергообмен в экосистемах.

6.3. Обмен веществ в экосистемах.

6.4. Пищевые цепи, трофические уровни.

Лекция 6. 2012.

Процессы в биосфере.

6.1. Виды процессов в биосфере.

На предыдущих лекциях мы с вами рассматривали общее строение систем, изучаемых экологией.

Переходим к изучению процессов, происходящих в биосфере с участием групп живых существ, в том числе и процессов в человеческом обществе.

Методическая основа для рассмотрения этих вопросов – закономерности процессов функционирования ЕЭС. По этому направлению экологией накоплено достаточно материала и обобщений.

6.1.1. Классификация биосферных процессов.

Сначала рассмотрим возможные варианты классификации природных процессов с участием живых существ.

А. Деление всех биосферных процессов на системные и содержательные.

Системные процессы одинаковы во всех экосистемах и в биосфере в целом. Это:

- процессы изменения состава элементов (их числа и взаимного расположения в пространстве) и связей между ними,

- процессы изменения структуры систем, то есть распределения элементов по иерархическим уровням.

Рассмотрим примеры двух систем живых объектов – структуры семьи и структуры стада. (Рис. 1,2).

Системные процессы в биосфере можно разделить на 4 группы по продолжительности и роли их в биосфере:

- образование объекта (для особи - рождение, для популяции и биоценоза - формирование);

- функционирование (особи, группы особей, популяции, биоценоза);

- развитие (особи, группы особей, популяции, биоценоза);

- эволюция (популяции).

Процессы эволюции очень продолжительны и включают в себя процессы в нескольких поколениях. Этими процессами экология не занимается.

Процессы образования, функционирования и развития объектов можно наглядно изобразить одной схемой (Рис. 3).

Другая группа - содержательные процессы. Они очень разнообразны и могут быть сгруппированы в несколько групп: химические, физические, биологические, экологические, социально-экономические. Во всех живых объектах и их группах протекают биологические и экологические процессы. В группах людей (в ЧО) действуют также социально-экономические процессы.

Биологические процессы протекают в отдельных особях и их компонентах (органах, клетках и органеллах).

Экологические процессы заключаются в обеспечении жизнедеятельности живых объектов и их сообществ, а также в выполнении группами особей различных функций.

Социально-экономические процессы являются развитием экологических процессов в человеческом обществе, составляющем крайне малую по занимаемому объему и по численности особей часть биосферы

Б. Процессы в биосфере различаются масштабом. Можно выделить следующие уровни:

- общебиосферные процессы,

- экосистемные процессы,

- межпопуляционные процессы (в сообществе),

Мать

Ф_м

Отец

Ф_от

С _м-от

С _от-м

С _м-п С _п-м С _от-п С _п-от

Потомство

Ф_р

Рис. 1. Схема структуры семьи.

Ф_м – функция матери, Ф_от – функция отца, Ф_р – функция ребенка,

С _от-м – связь отец-мать, С _м-от – связь мать-отец, С _от-р – связь отец-ребенок, С _от-м – связь ребенок–отец, С _от-м – связь мать- ребенок, С _от-м – связь ребенок-мать.

Вожак

Самка 1

Самка 3

Самки

Самка 2

Молодой самец

Молодой самец

Молодняк

Молодая

самка

Детеныши

Д4

Д3

Д2

Д1

Рис. 2. Схема структуры стада.

У (уровень

развития)

b

a

н

2

1

3

4

5



(время)

Рис. 3. Этапы развития биосферных систем

1 - этап образования системы

2 - этап ускоренного развития молодой системы

(лаг-фаза)

3 - этап развития зрелой системы с постоянной

скоростью

4 - этап климакса, “застоя” “пожилой системы

5 - этап отмирания системы (a) или перехода системы

в новое состояние (b)

- внутрипопуляционные процессы (в том числе в человеческом обществе),

- индивидуальные процессы в группе особей (в том числе в этнической, территориальной или функциональной группе людей) и в отдельной особи (в том числе в организме отдельного человека).

Все частные процессы в различных организмах и группах живых объектов можно разделить на: обмен (веществом, энергией, информацией), рост и развитие (особей, групп, сообществ), размножение особей.

В. Во всех биосферных процессах участвуют 3 вида объектов: косные, живые, биокосные.

В косных телах возможны процессы только 2-х видов:

а) химические – процессы образования новых соединений или разложения соединений на более простые вещества;

б) физические - механическое перемещение, изменение размеров и объема, нагрев и охлаждение.

В живых телах за счет образования сложных органических соединений и еще более сложных структур - органов, организмов, сообществ возможно протекание качественно иных, чем в неживой природе, процессов с получением недостижимых в неживой природе результатов.

Важным отличием процессов в живом веществе является следующее:

- всеобщая случайность отдельного процесса (и, соответственно, его результата) при определенной закономерности группы однородных процессов, тем более строгой, чем многочисленнее группа;

- существенная индивидуальная неповторимость каждого отдельного процесса, каждой группы близких процессов.