Биомный принцип ( по месту обитания)
Лекция N3-4
Понятие об экосистеме , парадигма экосистемы
Основной концепцией, пронизывающей современную экологию является теория экосистем.
Мы дали определение понятию экосистема:
ЭКОСИСТЕМА - это взаимосвязанная единая функциональная совокупность организмов и физической Среды их обитания.
Мы также с Вами выяснили, что структура экосистемы включает
Обязательным структурным элементом экосистемы являются
живые существа, состоящие из различных по видовому составу и численности ценозов (сообществ), которые объединены в биоценозы
БИОЦЕНОЗ - совокупность различных видов организмов
и неживая часть среды , преобразованная этими живыми существами - биотоп.
БИОТОП - неживая (абиотическая) часть среды, преобразованная живыми организмами.
Как биоценоз , так и биотоп являются частями, компонентами,
подсистемами единой системы - экосистемы.
В свою очередь, биоценоз и биотоп также подразделяются на подсистемы, различающиеся между собой по структуре и функциям.
Так, подсистемами биоценоза являются фитоценоз, зооценоз, микробоценоз, микоценоз - каждый из них образован особыми живыми существами, имеющими, помимо общих, специфические функции.
Подсистема биотоп включает в себя атмосферу, гидросферу, педосферу, входящие в них вещества и элементы и происходящие в них процессы и явления, преобразованные живыми организмами.
|
|
|
Экосистемы являются
1) открытыми
2) биопродукционными системами.
Это как бы природные синтетические биохимимческие лаборатории, которые
1-получая космическую энергию и вещество
Используя почвенно-климатические, гидрологические и газовые ресурсы ландшафта
Производит растительную биомассу
4- эта биомасса потребляется в этой же экосистеме травоядными и хищными животными для синтеза и роста зообиомассы и микробной биомассы
5- и доводится до стадии гумуса или полной минерализации.
С балансовой точки зрения , экосистема - почти замкнутая, накопительная система.
Локальная и ландшафтная экосистемы накапливают в живом и мертвом органическом веществе (детрит, гумус)
Потенциально активную энергию
Биофильные элементы
и постепенно создают аккумулятивный плодородный горизонт почвенного покрова.
Однако некоторая часть органических и минеральных веществ (15-30%), находящихся в экосистеме : в ее почве, воде, воздухе
вырывается из локального ландшафтного круговорота и уходит в геологический круговорот суши, в реки, низменности, моря, океаны.
Природные экосистемы являются, таким образом,
|
|
|
саморегулирующим механизмом, который обеспечивает
Не только потребности живых организмов,
2- но и воспроизводит условия существования этих организмов.
Для природных экосистем характерны следующие важнейшие принципы нормального существования.
1 - принцип комплексности - т.е. любая природная экосистема представляет собой сложный состав связанных между собой организмов, обязательно экологически соответствующих среде обитания.
2 - принцип самоуправляемости - через систему проходит постоянный поток энергии и в системе происходит полное потребление органического вещества, но не только, утилизируются и отходы жизнедеятельности всех предшествующих популяций, последующими популяциями организмов.
Так называемая природная безотходная технология.
Принцип расширенного воспроизводства и накопление благоприятных условий существования для ведущих растительных популяций.
В экосистеме обязательно должны существовать механизмы, создающие благоприятные условия внешней среды для ведущих растительных сообществ.
Пример: экосистема леса должна иметь механизмы, поддерживающие условия существования древесной растительности ( влажность, температура, рН среды, тип почвы).
|
|
|
В степных экосистемах поддерживаются условия для существования травянистой растительности.
Таким образом, ЭКОСИСТЕМА - это естественная структура, которая должна иметь определенное строение , функции, свойства.
Эти свойства должны быть следующими:
1. Любая экосистема должна иметь в своем составе живые компоненты ( биотическая часть , биоценоз ) и неживые компоненты ( абиотическая часть, биотоп).
2. Биотическая часть обязательно должна иметь :
а) продуцентов, которые являются производителями;
б) консументов , являющихся потребителями ;
в) редуцентов , являющихся разрушителями, разложителями.
4. Независимо от размеров экосистема обязана обладать следующими признаками:
а) взаимосвязью между всеми ее частями ;
б) взаимозависимостью в разрезе этой взаимосвязи;
в) стабильностью как результат наличия взаимосвязей и взаимозависимостей.
5. Процессы потребления, производства и разрушения в экосистеме обеспечивают еще два обязательных признака -
поток энергии и круговорот питательных элементов.
Тогда парадигма экосистемы ( парадигма - система господствующих убеждений, понятий) формулируется следующим образом:
|
|
|
внутренние процессы первичной продукции , потребления и разложения взаимодействуют с абиотическими компонентами, приводя к потоку энергии и круговороту питательных веществ.
Классификация экосистем
Экосистемы могут быть разные - пень - это экосистема, капля воды - экосистема, Биосфера - - экосистема. 
Существует несколько принципов классификации экосистем.
По размеру
микро-
мезо-
макро
биомный принцип ( по месту обитания)
наземные
пресноводные
морские
Энергетический принцип
Несубсидируемые природные, получающие энергию от солнца
Получающие энергию от солнца, но с естественной энергетической субсидией. Это природные системы, обладающие высокой поддерживающей способностью и производящие излишки органического вещества, которые могут выносится в другие экосистемы или накапливаться ( тропические леса, почвы)
Субсидируемые человеком и получающие энергию от Солнца - агроэкосистемы.
Промышленно-городские системы, получающие энергию топлива
Иерархия экосистем
Экосистема - безразмерное понятие.
Исходя из теории экосистем размер не имеет значения : пень, луг, парк, лес, океан и т. д. могут быть названы экосистемами, так как все элементы их строения и их функции соответствуют основным характеристикам экосистемы.
Но существует все-таки определенная, не всегда четко выраженная, функциональное соподчинение более мелких и простых более крупным и сложным экосистемам.
Кроме того, в самой экосистеме существует иерархия.
Иерархия - это расположение частей или элементов целого в порядке от низшего к высшему, от простого к сложному
Так, сама экосистема имеет четко ранжированные подсистемы.
Например, биоценоз включает в себя : вид - популяции - ассоциации.
Популяция - совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию.
Ассоциация ( сообщество, ценоз) - совокупность совместно обитающих организмов разных видов, представляющих собой определенное экологическое единство.
Совокупность ценозов составляет биоценоз.
Биоценоз - совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих участок суши или водоем.
Биоценоз в сочетании с биотопом, т.е. с абиотическими компонентами Среды, составляет экосистему.
Этой экосистемой, обладающей всеми признаками экосистем и являющейся исходной, наиболее простой, но достаточно полной, т.е. элементарной экосистемой в пределах Биосферы является биогеоценоз.
Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и костных (биотоп) компонентов, объединенных обменом веществ и энергий в единый природный комплекс.
Биогеоценозы объединяются в биогеоценотический комплекс
Биогеоценотический комплекс - совокупность близких функциональных биогеоценозов (например, комплекс биогеоценозов ксерофитной степной растительности),
Биогеоценотические комплексы объединяются в ландшафты.
Ландшафт - включает в себя биогеоценотические комплексы, объединенные обитанием в относительно сходных условиях (равнинный, низинный ландшафт, предгорный, горный, болотный и т.д.).
Ландшафты объединяются в биом.
Биом- более крупные группировки, объединяющие сходные ландшафты (например биомы леса, биомы северных болот, биомы сухих степей и т.д.).
Биомы объединяются в природный пояс (зона).
Природный пояс (зона) - объединяет множество биомов (например лесная зона - биомы хвойных и широколиственных лесов).
Природные пояса входят в подсферы биосферы .
Подсферы биосферы- экосистемы океана экосистемы суши, экосистемы атмосферы.
Наконец биосфера.
Биосфера - наиболее сложная, универсальная и хорошо отлаженная экосистема.
Все эти экосистемы обладают сходным строением и функциями, каждая осуществляет поток энергии и обеспечивает круговорот веществ.
КРУГОВОРОТ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДЕ
Биогенными называются те элементы, которые необходимы живым организмам для построения своего тела и осуществления метаболизма. Но поскольку практически все элементы земли входят в состав тел живых организмов, то трудно определить их истинное количество.
Однако доля различных элементов в теле живых организмов различна. Так, живое вещество состоит на 98,8% из наиболее распространенных в биосфере элементов - O2, N2, C , H2 , 1% живого вещества состоит из также повсеместно распространенных и очень подвижных Ca, K, Mg и менее подвижного Si, 0,19% падает на долю S, P, Cl, Na, Al, Fe. И только 0,01% - на долю всех остальных элементов Менделеевой таблицы (Ю.Куражковский, Основы всеобщей экологии РГУ, 1992,с.17 ).
Учитывая, что в экосистеме неразрывно связаны процессы продукции, потребления и разложения , следует признать что эти элементы находятся в постоянном обращении ( круговороте).
Существует три уровня круговорота биогенных элементов :
I- в организме: поглощение веществ, их усвоение , включение в метаболизм, выделение за пределы организма в процессе жизни, и, наконец, полный возврат в окружающую среду при разложении.
II- в пределах экосистемы: движении от организма к организму от продуцентов к редуцентам с параллельными потерями при выделении , с экскретами, опадом и т.д. - в среду.
III- в пределах биосферы - любая экосистема смыкает биотический круговорот с геохимическим ,т.к. часть элементов изымается из среды, часть в нее возвращается. Круговорот в пределах Биосферы предполагает перемещение веществ по всей планете.
В биосфере осуществляется два взаимосвязанных круговорота веществ
- большой геологический - это многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, литосфере и гидросфере,
- малый биологический - это поступление веществ из атмосферы, гидросферы и почвы - в растения, через них - по трофической цепи до редуцентов, после чего - практический полный возврат в почву и другие сферы, т.е. это круговорот веществ с участием организмов.
Малый биологический круговорот является составной частью большого геологического круговорота.
Благодаря фотосинтезу и непрерывно действующим циклическим круговоротам биогенных элементов создается устойчивая организованность Биосферы, осуществляется ее нормальное функционирование.
Существует неполная обратимость биохимических циклов, хотя обратимость годичных циклов важнейших биогенных элементов составляет 95 - 98 %.
Неполная обратимость биогеохимических циклов способствовала биогенному накоплению кислорода, азота в атмосфере, различных химических элементов в земной коре.
Особенно показателен цикл углерода. Ежегодно из биологического круговорота в геологический круговорот выходит 130 т углерода, что составляет 10 -7- 10-8 % от запаса углерода в Биосфере.
Около 600 мил. лет назад за счет неполной обратимости цикла углерода в ископаемых осадках накопились огромные запасы углеродных отложений (известняков, битумов,углей, нефти), оцениваемых в 10 16- 1017 т
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 55; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!