- •Лекция 3. Экологическая система.
- •3.1.Особенности экосистем:
- •2. Сильные положительные и отрицательные обратные связи.
- •3.2 Законы Коммонера
- •3.3 Концепция экосистемы.
- •3.4. Ритмы экосистем
- •3.5.Стабильность экосистем.
- •3.6.Энергия в экологических системах
- •3.6.1.Энергетическая классификация систем.
- •3.7 Продукция и энергия в экосистемах
- •3.7.1.Экологические пирамиды.
3.6.1.Энергетическая классификация систем.
Источник и качество доступной энергии в той или иной степени определяют видовой состав и численность организмов, характер функциональных процессов, протекающих в экосистеме, и процессов ее развития, а также образ жизни человека. Энергия - общий знаменатель и исходная движущая сила всех экосистем, как сконструированных человеком, так и природных, следовательно, логично принять энергию за основу для первичной классификации экосистем. Удобно выделить на этой основе четыре фундаментальных типа экосистем.
1. Природные, движимые Солнцем, несубсидируемые;
2. Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками энергии;
3. Движимые Солнцем и субсидируемые человеком;
4. Индустриально-городские, движимые топливом (ископаемым, другим органическим или ядерным).
Энергетическая классификация основана на свойствах среды на входе, она коренным образом отличается от биомной классификации, основанной на внутренней структуре экосистем, но вместе с тем и дополняет ее.
Природные системы, в основном или полностью зависящие от прямого солнечного излучения, можно назвать движимыми Солнцем несубсидируемыми экосистемами. Они совсем или почти не получают дополнительной энергии, помимо солнечного света.
К числу таких экосистем можно отнести открытие океаны, крупные участки горных лесов и большие глубокие озера. Часто на них накладываются и другие ограничения, например, нехватка элементов питания и воды. Поэтому хотя экосистемы этой обширной группы весьма различны, все они получают мало энергии и имеют низкую продуктивность или способность выполнять работу. Организмы, живущие в таких системах, выработали замечательные адаптации к существованию на скудном пайке энергии и других ресурсов и к эффективному их использованию. Хотя мощность природных экосистем, относящихся к первой категории, не очень впечатляет, и они не способны поддерживать высокую плотность населения, тем не менее, такие экосистемы крайне важны, так как занимают огромные площади (одни лишь океаны - до 70 % площади земного шара). Весь комплекс движимых Солнцем природных экосистем крайне важен для человека.
Если помимо солнечного света могут быть использованы какие-то дополнительные источники энергии. Источники дополнительной энергии могут быть как естественными, так и искусственными. Для простоты классификации выделены категории: движимые Солнцем экосистемы с естественными и с искусственными энергетическими субсидиями
Прибрежная часть - хороший пример природной экосистемы с дополнительной энергией приливов, прибоя и течений. Поскольку приливы и течения воды способствуют более быстрому круговороту минеральных элементов питания и перемещению пищи и отходов, организмы в эстуарии могут, так сказать, сконцентрировать свои усилия на более эффективном превращении энергии Солнца в органическое вещество.
Человек также давно научился изменять природу и использовать вспомогательные источники энергии для получения прямой выгоды, а его умение не только увеличивать продуктивность, но и направлять эту продуктивность на производство пищевых и волокнистых материалов, легко собираемых, перерабатываемых и используемых, постоянно растет.
Наземные и водные агроэкосистемы - основные примеры систем движимых Солнцем и субсидируемых человеком. Высокая продуктивность поддерживается большими поступлениями энергии топлива
Действительное различие между природными и искусственными экосистемами состоит лишь в распределении этого потока энергии. Человек старается направить как можно больше энергии на производство продуктов питания, которые он может немедленно использовать, стараясь уменьшить расход продукции на автотрофном и гетеротрофном уровнях и увеличить чистую первичную