2.5 Организация (структура) экосистем

Экосистема состоит из двух блоков:

• живые организмы (биоценоз);

• ф акторы среды (биотоп или экотоп)

Рассмотрим блоковую модель биогеоценоза, предложенную В.Н. Сукачевым:

Рис. 2.2 Схема биогеоценоза (В.Н. Сукачев)

Экотоп или окружающая среда характеризуется следующими факторами:

• температура;

• влажность;

• роза ветров;

• составы атмосферы, почвы, воды;

• интенсивность солнечного излучения;

• периодичность и амплитуда изменения параметров и многое другое.

Все элементы биогеоценоза связаны между собой. Именно благодаря взаимосвязям элементов экосистемы возможно в принципе бесконечное её существование. Один живой организм не может существовать долго, его время жизни будет ограничено запасами энергии, и загрязнением окружающей среды отходами, которые нельзя использовать вторично (человек не может остаться один).

Связи между элементами экосистемы основное условие жизни организмов и их сообществ. Благодаря им:

• осуществляется питание;

• регулируется численность;

• происходит кругооборот веществ и передача энергии.

6. Пищевые (трофические) взаимосвязи в экосистемах

Круговорот веществ базируется на пищевых взаимоотношениях видов. По особенностям питания живые организмы разделяют на три формы:

• продуценты (растения, созидающая продуцента);

• консументы (потребляющие, сведающие) – животные организмы;

• редуценты (возвращающие, восстанавливающие) - бактерии, грибы.

Р ис. 2.3 Упрощенная схема переноса вещества и энергии.

Продуценты – это живые организмы, способные синтезировать органическое вещество из неорганических составляющих, используя энергию.

Одни продуценты (фотоавтотрофы) используют солнечную энергию, другие (хемоавтотрофы) – химическую, которая выделяется в процессе окисления минеральных веществ.

Доля продуцентов от массы всех живых организмов биосферы составляет 95% от массы.

Органическое вещество продуценты создают, используя процесс фотосинтеза.

Р ис. 2.4 Схема создания органического вещества из неорганического (жизнь из праха).

Таким образом, создается пища для других организмов.

Консументы – живые существа, потребляющие органические вещества, созданные продуцентами. Сами производить органическое вещество из неорганического они не могут. Полученное органическое вещество консументы (гетеротрофы) используют для построения собственного тела и как источник энергии. К консументам относятся различные организмы от бактерий до синих китов.

По типу источника пищи консументы разделяют на подгруппы:

первичные консументы (фитофаги) – питающиеся непосредственно растениями;

вторичные консументы – употребляющие в пищу первичных (плотоядные);

Существуют консументы 3 и 4 порядка, а также всеядные виды, которые могут относиться, к нескольким группам. Например, если человек ест овощи – он первичный консумент, говядину – вторичный, щуку – консумент третьего порядка.

В принципе растения и бактерии могли бы существовать и без животных, так как могут организовать кругооборот вещества. Однако консументы оказывают сильное влияние на растительный мир и обеспечивают устойчивость кругооборота.

Отметим некоторые функции консументов:

• переработка органических веществ и создание разнообразия органического вещества, как необходимого условия устойчивости биосферы, укрепл.

• активное перемещение в пространстве, стимулирующее пространственную гарантию жизни (Острова, извергающие вулканы, на которых жизнь через восстанавливается через 50 лет)

• способность активной регуляции биомассы позволяющая активно и быстро регулировать биомассы на смежных трофических уровнях.

Редуценты (regucens – возвращающий, восстанавливающий).

К этой группе относятся организмы гетеротрофы, которые мертвое органическое вещество (трупы, фекалии, растительный опад) разлагают до неорганических составляющих.

Частично минерализация органических веществ идет у всех живых организмов. В процессе дыхания выделяется СО₂, из организма выводится вода, минеральные соли, аммиак и т.д.

К редуцентам относят организмы, которые выделяют во внешнюю среду только неорганические вещества, готовые к вовлечению в новый цикл.

В категорию редуцентов входят многие виды бактерий и грибов.

Полный цикл редукции органического вещества достаточно сложен и состоит из нескольких последовательных звеньев. Эти процессы идут в основном в почве. Первичное разложение выполняют живые организмы детметофаги (детрит – мертвые растительные и животные остатки). К ним относятся земляные черви, муравьи, личинки и другие. Эти консументы разлагают сложные молекулы белков и углеводов на более простые и доступные для бактерий и грибов.

Благодаря деятельности организмов-разрушителей годичный опад органических веществ полностью разлагается:

• В тропических лесах за 1-2 года;

• В лиственных за 2-4 года;

• В хвойных за 4-5 лет;

• В тундре - десятки лет.

Интенсивность минерализации зависит от температуры, влажности и других факторов.