Т.Д. Здольник, А.И. Яковлев, С.В. Гальченко

СТРУКТУРА

И

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

ЭКОСИСТЕМ

Рязань 2006

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Московский государственный открытый университет

Рязанский институт (филиал)

Т.Д. Здольник, А.И. Яковлев, С.В. Гальченко

СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭКОСИСТЕМ

Учебное пособие

Рязань 2006

УДК 574.4/.5

346

Здольник Т.Д., Яковлев А.И., Гальченко С.В.

Структура и функционирование экосистем. – Рязань: Рязанский ин-т, МГОУ, 2006. – 48с.

Печатается по решению Ученого совета РИ МГОУ.

Рецензенты:

заведующий кафедрой общей гигиены с курсом экологии РГМУ, д.м.н., профессор Ляпкало А.А.

заместитель директора по научной работе МФ ВНИИГиМ, д.с/х.н., профессор Мажайский Ю.А.

Учебное пособие по экологии предназначено для студентов и преподавателей вузов технических направлений и специальностей.

© Здольник Т.Д., 2006

© Яковлев А.И., 2006

© Гальченко С.В., 2006

Введение

Термин «экология» предложен в 1866 г. биологом Э.Геккелем (от греческого «эйкос» - дом, жилище и «логос» - знание) в работе «Всеобщая морфология организмов». Он выделил в самостоятельную науку раздел биологии, изучающий совокупность взаимосвязей между живыми и неживыми компонентами природной среды.

Современная экология - наука о взаимосвязи и взаимодействии различных видов живых организмов между собой и со средой обитания.

Никакое общественное или техническое совершенствование не обеспечивает возможности жизнедеятельности человека вопреки законам природы. Даже выйдя в космос, научившись многие месяцы жить под водой, человек остается биологическим видом, существование которого неразрывно связано с определенными условиями среды.

Требования любого живого организма к качеству окружающей среды достаточно консервативны, они выработались в течение многих тысячелетий эволюции. При резком изменении этих факторов возможны нарушения в жизнедеятельности организма и даже его смерть.

Эксплуатация природных ресурсов и природных систем без понимания и учета взаимосвязи процессов, вызванных техническим прогрессом, с органическим миром неизбежно ведет к необратимым отрицательным последствиям.

Успешное решение экологических задач в определенном регионе или в масштабе всей планеты возможно лишь в том случае, если граждане владеют определенными знаниями в области экологии, позволяющими оценивать общественное производство с экологической позиции.

Предмет (объект) изучения экологии составляют экологические системы.

Структура и функционирование экосистем

1. Определение экосистемы. Структура экосистемы

Важнейшее понятие в экологии — понятие «экосистема». Этот термин был введен в 1935 г. А. Тенсли.

Экологическая система (экосистема) – совокупность живых и неживых компонентов биосферы, функционально взаимосвязанных вещественно-энергетическим обменом и механизмом прямых и обратных информационных связей. Основные свойства экосистем — способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, произ­водить биологическую продукцию.

Существуют экосистемы разных рангов:

• микроэкосистемы (например, небольшой водоем, ствол гниющего дерева…);

• мезоэкосистемы (лес, река, пруд…);

• макроэкосистемы (океан, континент);

• глобальная экосистема (биосфера).

Таким образом, наиболее крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга.

Экосистема представлена живыми организмами и неживыми факторами.

Неживые факторы (абиотическая среда) – это газы, вода, твердые минеральные и органические вещества.

Живые организмы представлены растениями, животными, микроорганизмами. Вся совокупность живых организмов экосистемы называется биотой.

Биота большинства экосистем включает три основные категории организмов:

- продуценты,

- консументы,

- детритофаги и редуценты.

Продуценты (от лат. producentis – производящий) – производители – живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Их называют автотрофами, поскольку они сами снабжают себя органическими веществами.

По характеру внешнего источника энергии все продуценты подразделяются на фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

Фотоавтотрофы используют для синтеза энергию солнечного излучения. К ним относятся зеленые растения.

Хемоавтотрофы для синтеза органического вещества используют энергию химических связей. К ним относятся бактерии.

Консументы (от лат. consumentis – потребляющий) – живые существа, не способные строить свое тело из неорганических веществ. Они требуют поступления органического вещества извне, в составе пищи.

Консументы называются гетеротрофами, так как живут за счет продуктов, синтезированных другими (гетеро-) организмами.

К гетеротрофам относится большинство видов животных. Их подразделяют на консументы (гетеротрофы) 1-го порядка (растительноядные), 2-го порядка (первичные хищники), 3-го порядка (вторичные хищники) и т.д.

Детритофаги (сапрофаги) и редуценты - это организмы, питающиеся детритом.

Детрит представляет собой мертвые останки растений и животных, а также продукты их жизнедеятельности (опавшие листья растений, моча и фекалии животных).

Организмы, питающиеся детритом, подразделяют на две подгруппы.

Первая из них превращает органическое вещество детрита в органическое вещество живого организма. Это детритофаги (сапрофаги от лат. sapro – мертвый, fagos - пожирающий). К ним относятся черви, личинки некоторых насекомых.

Вторая подгруппа организмов превращает органическое вещество детрита в минеральные соединения, восстанавливает вещество в исходное природное состояние. Поэтому их называют редуцентами (восстановителями). К таким организмам относятся определенные виды бактерий.

Следует помнить, что уничтожение одного из видов живых существ, входящих в экосистему, может привести к ее полному уничтожению или тяжелым экологическим последствиям.

Так, в 50-е годы ХХ столетия в Китае была объявлена война воробьям, поедавшим зерно на полях. Воробьи были уничтожены, но так размножились насекомые (вредители сельского хозяйства), что для их уничтожения пришлось закупать воробьев в других странах.