§ 4.2 Экосистема а. Тенсли
Экологическая система – совокупность сообщества (биоценоза) и среды обитания, находящиеся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Примером, экосистемы может быть, озеро, капля воды, космический аппарат и т.д.
Термин «экосистема» и «биогеоценоз» близки друг к другу, но не являются синонимами. Экологическая система есть любая совокупность организмов и окружающая их среда. Таким образом, экосистема – это и капля воды с ее микробным населением, и лес, и горшок с цветком, и космический пилотируемый корабль, и сооружение для биологической очистки сточных вод (аэротенк, биофильтр). Под определение биогеоценоза они не попадают, так как им не свойственны многие признаки этого определения, и в первую очередь такой элемент как «гео» – Земля. Биогеоценозы – это природные образования.
Таким образом, понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз». Любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема есть биогеоценоз.
§ 4.3 Трофические цепи и уровни
Основная функция биогеоценозов (экосистем) – поддержание круговорота веществ в биосфере, она базируется на пищевых взаимоотношениях видов. Таким образом, в биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим (см. рис. 4.1). Такую цепь называют трофической (греч. трофи – питаюсь).
При всем многообразии видов, входящих в состав различных сообществ, каждый биоценоз включает представителей всех трех принципиальных экологических групп организмов – продуцентов, редуцентов и консументов.
В конкретных биоценозах продуценты, консументы и редуценты представлены популяциями многих видов, состав которых специфичен для каждого отдельного сообщества.
Функционально же все виды распределяются на несколько групп в зависимости от их места в общей системе круговорота веществ и потока энергии.
Равнозначные в этом смысле виды образуют определенный трофический уровень, а взаимоотношения между видами различных уровней – систему цепей питания.
Продуценты (лат. producentis - производящий) – это живые организмы, которые способны синтезировать органические вещества из неорганических составляющих с использованием внешних источников энергии.
Функция продуцентов – производство органического вещества, накапливаемого в тканях продуцентов.
Продуценты делятся на:
Фотоавтотрофов;
Хемоавтотрофов.
Продуценты
Консументы 1-го порядка
Консументы 2-го порядка
Редуценты
Минеральные
вещества
Рис. 4.1 Упрощенная схема переноса вещества и энергии в процессе биологического круговорота.
Фотоавтотрофы – используют для синтеза солнечную энергию в части спектра, с длинной волны (380-710 нм).
Это зеленые растения (хлорофиллоностные), а также цианобактерии (сине-зеленые – «водоросли»).
Хемоавтотрофы – используют энергию химических связей.
К ним относятся: прокариоты (бактерии, архебактерии и некоторые сине-зеленые). Химическая энергия высвобождается в процессе окисления минеральных веществ.
Консументы (от лат. consumo – потреблять, съедать) – живые существа, неспособные строить свое тело на базе использования неорганических веществ, требуются поступление органического вещества извне, за счет продуцентов, синтезированных продуцентами.
Подразделяются на:
консументы 1-го порядка – питаются непосредственно продуцентами.
консументы 2-го порядка – питаются консументами 1-го порядка.
На этом трофическая цепь не всегда заканчивается, и вторичный консумент может служить источником питания для консументов 3-го порядка и т.д.
Цепи бывают относительно простыми («осина» - «заяц» - «лиса») и более сложными («трава» - «насекомое» - «лягушка» - «змея» - «ястреб»).
Основная функция консументов: поддерживать устойчивость биологического круговорота. Для устойчивого функционирования экосистем важен принцип разнообразия.
Редуценты (от лат. reducents – восстанавливающий, возвращающий) – живые организмы, которые разлагают органические остатки всех трофических уровней продуцентов и консументов до минерального вещества.
В процессе питания на всех трофических уровнях образуются «отходы». Зеленые растения ежегодно частично или полностью сбрасывают листья. Значительная часть организмов по тем или иным причинам постоянно отмирает.
В итого все созданное органическое вещество должно заменится в результате минерализации. Поэтому, основная функция редуцентов (а это бактерии, грибы, простейшие, мелкие беспозвоночные) являются разложение «отходов» до минеральных веществ. Интенсивность минерализации во многом зависит от температуры, влажности и других факторов.