Зона толерантности. Принцип Либиха-Шефельда. Потоки энергии в экосистемах. Кругообороты вещества.

1. Живі організми, а значить і екосистеми, реагують на силу впливу того або іншого екологічного фактора. Негативний вплив екологічного фактора може виникати як у випадку надлишку, так і нестачі його дози .Тому є поняття сприятлива доза, або зона оптимуму екологічного фактора й зона песімуму - дози фактора, при якій організми почуваються пригнічено.

Мінімальні і максимальні степені значення екологічного фактора звуться критичними значеннями (критичними точками).

Зона між критичними значеннями екологічного фактора зветься зоною толерантності (зоною виживання ) екосистеми стосовно даного екологічного фактора. Найбільше поширені організми із широким діапазоном толерантності щодо всіх екологічних факторів.

Зона оптимуму – набір значень екологічного фактора оптимально сприятливих для життя й розвитку живих організмів.

Для нормальної життєдіяльності екосистеми будь-який екологічний фактор повинен приймати оптимальні значення або хоч би не виходити за межі критичних точок - закон оптимуму.

Лімітуючи екологічні фактори - це ті екологічні фактори, доза яких наближається до критичних значень, тобто значення яких вище або нижче оптимального значення.

Таким чином, лімітуючи фактори здержують розвиток організмів за рахунок недоліку або надлишку цього фактора порівняно з потребою.

Принцип Лібіха-Шефельда - стійкість екосистеми визначається найслабшою ланкою в ланцюзі її екологічних потреб (тобто стійкість визначається тим компонентом, що у мінімум, або у максимумі).

2.Фотосинтез – це синтез рослинами органічних речовин (білків, жирів та вуглеводів) із со2, н2о, мінеральних солей азоту, фосфору й інших елементів за допомогою енергії світла.

Реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

У перерахунку на глюкозу, реакцію фотосинтезу можна записати у вигляді:

Особливістю перетворення енергії в екосистемах є її одностороння спрямованість - промениста енергія, пройшовши ряд перетворень, у значній мірі розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, для нормального функціонування екосистеми необхідна постійна й достатня притока концентрованої енергії, спроможної перетворюватися в роботу, при цьому ентропія навколишнього середовища збільшується, тому обов'язково необхідний стік теплової енергії з екосистем.

Під біогеохімічним кругообігом речовини розуміється надходження хімічних елементів із ґрунту, атмосфери, гідросфери в живі організми, перетворення їх у процесі життєдіяльності в складні органічні сполуки й повернення їх потім у ґрунт, атмосферу, гідросферу з щорічними опадами частини органічної речовини й переробкою їх редуцентами - розкладанням на прості хімічні елементи. Рівняння розкладання має вигляд:

У перерахунку на глюкозу, реакцію розкладання можна записати у вигляді:

Екосистеми будуть нормально функціонувати, якщо немає порушень при проходженні енергії через трофічні ланцюги і нормально функціонують біогеохімічні кругообіги речовини.

Збільшення забруднення атмосфери промисловими викидами ускладнює засвоєння сонячної енергії рослинами, тому що пилюкою “забиваються ” їхні устячка, через які відбувається живлення й газообмін. В результаті, зменшується кількість їжі, а отже, і енергії, що надходить всім іншим живим організмом, усе більша їхня кількість не зможе протистояти збільшенню ентропії і загине. При визначених розмірах цього процесу вся система може загинути.