Тема 9. Экология сообществ (синэкология), понятие о биогеоценозе и экосистемах

1. Понятие об экосистеме и биогеоценозе, их классификация.2. Структурная организация экосистем3.Пищевые цепи и сети, трофические уровни, экологические пирамиды.

Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935 году английским экологом А. Тэнсли. Само же представление об экосистеме возникло значительно раньше. Экосистема – это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.В отечественной литературе широко применяется термин биогеоценоз, предложенный в 1942 году В. Н. Сукачёвым. Биогеоценоз– это совокупность биоценоза и биотопа. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звенарастительного сообщества (фитоценоза). Экосистемы могут и не иметь растительное звено. Каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, ноне каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза. Существующие на Земле экосистемы разнообразны. Выделяютмикроэкосистемы,мезоэкосистемы,макроэкосистемыи глобальная -биосфера. Крупные наземные экосистемы называютбиомами.Структурную организацию экосистемы, можно рассматривать с трофической и биотической точек зрения. С точки зрения трофической структуры (от греч. trophe – питание), экосистему можно разделить на два яруса: верхний –автотрофным(самостоятельно питающийся) ярус, или «зелёный пояс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений; нижний –гетеротрофный(питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т.д., в котором преобладает использование, трансформация и разложение сложных соединений.С биологической точки зрения, в составе экосистемы выделяют следующиекомпоненты:неорганические вещества, органические соединения,воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим на другие климатические факторы;продуцентов, автотрофных организмов(зелёные растения, сине-зеленые водоросли, фото - и хемосинтезирующие бактерии), производящих пищу из простых неорганических веществ;консументов, или фанотрофов(от греч. Phagos –пожиратель), - гетеротрофных организмов, главным образом животных питающихся другими организмами или частицами органического вещества;редуцентов и детритофагов– гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путём разложение мёртвых тканей, либо путём поглощения растворённого органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений других организмов. В экосистеме пищевые и энергетические связи между категориями всегда однозначны и идут в направлении: автотрофы – консументы – редуценты (деструкторы).Пищевые связи– это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. Такая последовательность переноса энергии называетсяпищевой (трофической) цепью или цепью питания. Место каждого звена в цепи питания является трофическим уровнем.Первый трофический уровеньэто продуценты, все остальные – консументы.Второй трофический уровень– это растительноядные консументы;третий– плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами;четвёртый– консументы, потребляющие других плотоядных и т.д. Следовательно, можно и консументов разделить по уровням: консументы первого, второго, третьего и т.д. порядков. Пища, поглощаемая консументами, усваивается не полностью – от 12% до 20% у некоторых растительноядных, до 75% и более у плотоядных. Энергетические затраты связаны прежде всего (рис. 15) с поддержанием метаболических процессов, которые называют тратой на дыхание, оцениваемая общим количеством СО2, выделенного организмом. Большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой, более высокий, теряется. Приблизительно потери составляют около 90%: на каждый следующий уровень передаётся не более 10% энергии от предыдущего уровня. Эта закономерность рассматривается обычно как«правило, десяти процентов» или правило Линдемана. Различают два вида трофических цепей:цепи выедания, или пастбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирующих организмов, идетритные цепи разложения, которые начинаются с остатков отмёрших растений, трупов и экскрементов животных. Пастбищные цепи, в свою очередь, объединяют пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов. Все три типа пищевых цепей всегда сосуществуют в экосистеме так, что её представители объединены многочисленными связями, а вместе они образуютпищевую (трофическую) сеть. Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме и доля их графического изображения обычно используют не схемы пищевых сетей, а экологические пирамиды.Экологические пирамидывыражают трофическую структуру экосистемы в геометрической форме. Они строятся в виде прямоугольников одинаковой ширины, но длина прямоугольников должна быть пропорциональна значению измеряемого объекта. Отсюда можно получить пирамиды численности, биомассы и энергии. Экологические пирамиды отражают фундаментальные характеристики любого биоценоза, когда они показывают его трофическую структуру: их высота пропорциональна длине рассматриваемой пищевой цепи, т.е. числу содержащихся в неё трофических уровней; их форма более или менее отражает эффективность превращений энергии при переходе с одного уровня на другой.

Литература:1.Коробкин В.И. и др. Экология. – М., 2003. с.119-129.2.Николайкин Н.И. и др. Экология. – М., 2004. с.152-154.3.Алишева К.А. Экология. – Алматы., 2006. с. 40-46.4. Степановских А.С. Общая экология. – М., 1999. с. 348-386.