- •Н. П. Гайденко экология Учебное пособие
- •Оглавление
- •Часть 1. Предмет и задачи экологии 8
- •Часть 2. Аутэкология. Экология организмов. Среда и факторы существования организмов. Общие принципы адаптации на уровне организма 18
- •Часть 3. Синэкология 78
- •Предисловие
- •Программа дисциплины «экология» Цель и задачи курса «Экология»
- •Рабочая программа
- •Разделы дисциплины, вынесенные для самостоятельного изучения
- •Часть 1. Предмет и задачи экологии Лекция 1. Экология как наука. Роль человеческой деятельности в экосфере
- •1. Понятие экологии
- •2. Экологизация практической деятельности человека
- •3. Приблизительная структура экологического знания
- •Часть 2. Аутэкология. Экология организмов. Среда и факторы существования организмов. Общие принципы адаптации на уровне организма
- •Лекция 2. Понятие об экологическом факторе
- •1. Общие закономерности действия факторов среды на организм
- •2. Совместное действие экологических факторов. Модифицирующие факторы.
- •3. Формы адаптации организмов к факторам среды
- •4. Классификация экологических факторов
- •Лекция 3. Климатические факторы и адаптации к ним организмов
- •1. Температура как фактор среды. Адаптации организмов к температуре
- •Температурные адаптации организмов
- •Механизмы терморегуляции
- •2. Характеристика светового фактора. Адаптации организмов к свету
- •Свет и биологические ритмы
- •3. Влажность как фактор среды. Адаптации организмов к воде
- •Классификация организмов в зависимости от их потребности в воде
- •Наземный тип водного обмена у животных
- •4. Гидрографические факторы. Свойства воды
- •5. Водно-солевой обмен у водных организмов
- •Осморегуляция в море. Костные рыбы
- •Осморегуляция в море. Хрящевые рыбы
- •6. Газообмен в водной среде
- •Часть 3. Синэкология Лекция 4. Основные понятия синэкологии
- •1. Определение экосистемы
- •2. Компоненты экосистемы
- •3. Видовая структура сообществ
- •Лекция 5. Глобальная продукция и распад
- •1. Типы фотосинтеза и организмов-продуцентов
- •2. Типы разложения (катаболизма) и разрушителей
- •3. Разложение: общий обзор
- •4. Общий баланс процессов продукции и разложения
- •Лекция 6. Структура сообществ
- •1. Экологическая ниша
- •2. Пространственная структура биоценоза
- •3. Простые и сложные биоценозы
- •4. Пограничный эффект
- •Лекция 7. Примеры экосистем
- •1. Естественные экосистемы: пруд и луг
- •2. Искусственные (вторичные) экосистемы
- •3. Город как гетеротрофная экосистема
- •4. Агроэкосистемы
- •Тесты для самоконтроля
- •Глоссарий
- •Список литературы Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Гайденко Нина Павловна экология
- •454021 Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129
- •4 54021 Челябинск, ул. Молодогвардейцев, 57б
2. Компоненты экосистемы
С биологической точки зрения в составе экосистемы выделяют следующие компоненты (см. таблицу):
Компонент |
Описание |
Неорганические вещества |
Включаются в круговороты |
Органические соединения |
Связывают биотическую и абиотическую части |
Воздушная, водная и субстратная среда |
Включают климатический режим и другие физические факторы |
Продуценты |
Автотрофные организмы (в основном зеленые растения), которые могут производить пищу из простых неорганических веществ в результате фотосинтеза |
Консументы (макроконсументы или фаготрофы) |
Гетеротрофные организмы (в основном животные), питающиеся другими организмами или частицами органического вещества |
Деструкторы или редуценты (микроконсументы или сапротрофы) |
Гетеротрофные организмы (в основном бактерии, грибы), получающие энергию путем разложения мертвых тканей или путем поглощения растворенного органического вещества. В результате деятельности деструкторов высвобождаются неорганические элементы питания, которые могут использовать продуценты |
Основные функции компонентов экосистемы частично разделены в пространстве. Автотрофные процессы наиболее активно протекают в верхнем ярусе («зеленом поясе»), где доступен солнечный свет. Гетеротрофные процессы наиболее интенсивно протекают в нижнем ярусе («коричневом поясе»), где в почвах и осадках накапливаются органические вещества. Нужно отметить, что живые и неживые части экосистем тесно связаны между собой в единый комплекс и разделить их трудно. Большая часть органических соединений встречается не только внутри и вне живых организмов, но и образует постоянный поток между живым и неживым.
3. Видовая структура сообществ
Каждый конкретный биоценоз характеризуется строго определенным видовым составом. При этом одни виды биоценоза могут быть представлены многочисленными популяциями, а другие малочисленными. В связи с этим в любом биоценозе можно выделить один или несколько видов, определяющих его облик.
Типичной характеристикой биоценоза является относительно малое количество видов, особи которых встречаются часто (представлены большим числом особей). Наоборот, в каждом биоценозе есть много видов с небольшим числом особей. Так, облик лесного либо степного биоценоза представлен одним или несколькими видами растений. В дубраве — это дуб, в бору — сосна, в ковыльно-типчаковой степи — ковыль и типчак. В лесу, состоящем из десятков видов растений, только один или два из них дают до 90 % древесины. Эти виды называются доминирующими или доминантными. Они занимают ведущее, господствующее положение в биоценозе. Обычно наземные биоценозы называют по доминирующим видам: лиственничный лес, сфагновое болото, ковыльно-типчаковая степь.
Виды, живущие за счет доминантов, получили название предоминантов, К примеру, в дубовом лесу таковыми являются кормящиеся на дубе насекомые, сойки, мышевидные грызуны.
В биоценозе есть и так называемые эдификаторы. Это строители сообщества, т. е. виды, создающие условия для жизни других видов данного биоценоза.
Рассмотрим эдификаторную роль ели и сосны. Ель в таежной зоне образует густые, сильно затененные леса. Под пологом ее могут обитать только растения, приспособленные к условиям сильного затенения, повышенной влажности воздуха, кислых оподзоленных почв. Соответственно этим факторам в еловых лесах формируется и специфичное животное население. Следовательно, ель в данном случае выступает в роли мощного эдификатора, обусловливающего определенный биоценоз.
В сосновых лесах эдификатором является сосна. Но по сравнению с елью она более слабый эдификатор, поскольку сосновый лес относительно светлый и редкоствольный. Его видовой состав растений и животных гораздо богаче и разнообразнее, чем в ельнике. В борах встречаются даже такие растения, которые могут жить вне леса.
Виды эдификаторы встречаются практически в любом биоценозе. На сфагновых торфяниках это сфагновые мхи. Они создают специфичные условия биоценоза, которые отличаются плохой аэрацией и низкой теплопроводностью торфа, кислой реакцией среды, бедностью элементов минерального питания для высших растений; в степных биоценозах мощным эдификатором служит ковыль. Однако роль эдификаторов в тех или иных биоценозах не абсолютна. Она зависит от многих факторов. Так, при изреживании елового леса ель может утратить функции мощного эдификатора, поскольку при этом происходит осветление леса и в него внедряются другие породы, снижающие эдификаторное значение ели. В сосняке на сфагновых болотах сосна также теряет свое эдификаторное значение. Его приобретают сфагновые мхи.
Все виды, слагающие биоценоз, в определенной степени связаны с доминирующими видами и эдификаторами. Внутри биоценоза формируются более или менее тесные группировки, комплексы популяций, зависящие либо от растений-эдификаторов, либо от других элеметов биоценоза. Так создаются своеобразные структурные единицы биоценоза — консорции. Наиболее детально учение о консорциях разработали В. Н. Беклемишев и Л. Г. Раменский.
Консорция — это совокупность популяций организмов, жизнедеятельность которых в пределах одного биогеоценоза трофически или топически связана с центральным видом — автотрофным растением.
Обычно в роли центрального вида выступает эдификатор — вид, определяющий особенности биоценоза. Популяции остальных видов консорции образуют ее ядро, за счет которого существуют виды, разрушающие органическое вещество, создаваемое автотрофами. Примером консорции может служить растение со всеми связанными с ним организмами (эпифиты, паразиты, вредители, симбионты).
Видовая структура биоценоза характеризуется не только числом видов (видовым разнообразием), но и их соотношением. Если в двух биоценозах растения представлены двумя видами и в каком-то из них 90 % особей принадлежит одному виду, а в другом на долю особей каждого вида приходится по 50 %, то эти биоценозы будут сильно отличаться друг от друга.