Биотическая структура экосистемы – способы взаимодействия различных категорий организмов системы.
| Продуценты | Консументы | Редуценты | |||
| Определение | Автотрофные организмы, способные производить пищу из простых неорганических веществ. Автотрофными их называют потому, что они сами снабжают себя органическим веществом. | Гетеротрофные организмы, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества. Это живые организмы, не способные строить свои тела, используя неорганические вещества, и требующие поступления органических веществ извне, в составе пищи. | Гетеротрофные организмы, получающие энергию путем разложения отмершей или поглощения растворенной органики. Редуценты высвобождают неорганические элементы питания для продуцентов и, кроме того, являются пищей для консументов. | ||
| Представители | Наземные зеленые растения, микроскопические морские и пресноводные водоросли. |
| Бактерии, микроорганизмы, грибы | ||
| Основная биосферная функция | Вовлечение элементов неживой природы в общий биологический круговорот, производство органических веществ из неорганических. | Гаранты устойчивости биологического круговорота, т.к. в процессе своей жизнедеятельности: 1. повышают разнообразие живого вещества, 2. отличаются подвижностью и способствуют перемещению живого вещества в пространстве, 3. регулируют интенсивность распространения | Возвращают неорганическое вещество в биосферу, замыкают круговорот. | ||
| Прочее:
Суммарная масса продуцентов составляет более 95% массы всех живых видов в биосфере. Продуценты по характеру источника энергии для синтеза органического вещества делятся на фотоавтотрофов и хемовтотрофов. | |||||
| Фотоавтотрофы Образуют органическое вещество (глюкозу) в процессе фотосинтеза, в котором участвуют солнечная энергия, двуокись углерод и вода.
В результате фотосинтеза образуется богатая энергией молекула глюкозы и кислород.
Представители:хлорофилльные растения | Хемоавтрофы Химическая энергия образуется в результате окисления минеральных веществ, например, соединений серы.
Представители:только прокариоты (низкоорганизованные доядерные, которые в отличие от эукариотов (высокоорганизованных ядерных) не имеют ядра и ДНК в них не отделяется от цитоплазмы ядерной мембраной.
В частности, бактерии, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии. | ||||
Свойства экосистемы
Экосистема обладает общими свойствами:
- эмерджентность системы – степень несводимости свойств системы к свойствам составляющих ее элементов. Свойства системы зависят не только от составляющих ее элементов, но и от особенностей взаимодействия между ними (например, явление синергизма, когда при взаимодействии некоторых токсических соединений получаются еще более ядовитые вещества);
- принцип необходимого разнообразия элементов сводится к тому, что любая система не может состоять из абсолютно одинаковых элементов, более того, разнообразие элементов, ее составляющих, является необходимым условием функционирования. Нижний предел разнообразия равен 2; верхний - стремится к бесконечности. Разнообразие и наличие разных фазовых состояний веществ, составляющих экосистему, определяют ее гетерогенность;
- устойчивость динамической системы и ее способность к самосохранению зависит от преобладания внутренних взаимодействий над внешними. Если внешнее воздействие на биологическую систему превосходит энергетику ее внутренних взаимодействий, то это может вызвать необратимые изменения или гибель системы. Устойчивое или стационарное состояние динамической системы поддерживаются непрерывно выполняемой внешней работой, для чего необходимы приток энергии, ее преобразование в системе и отток за пределы системы;
Сложившиеся в ходе эволюции биогеоценозы находятся в равновесии со средой и проявляют устойчивость. Устойчивость — это свойство сообщества и экосистемы выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями. Например, если количество осадков понизилось на 50% по сравнению со средним количеством за много лет, а количество органического вещества, созданного продуцентами, упало лишь на 25%, численность травоядных консументов — только на 10%, то можно сказать: эта экосистема устойчива.
|
|
|
|
|
|
- принцип неравновесности, сводится к тому, что системы, функционирующие с участием живых организмов, являются открытыми, поэтому для них характерно поступление и отток энергии и вещества, что невозможно осуществить в условиях равновесного состояния. Следовательно, любая экосистема представляет собой открытую, динамическую, неравновесную систему.
- Сложность: количество и разнообразие видов связей между элементами системы, а также между системой и окружающей средой, очень велико.
- Целостность: система имеет свойства, которые становятся явными только в результате взаимодействия ее отдельных элементов.
- Саморегуляция. Поддержание определенной численности популяций основано на взаимодействии организмов в звеньях хищник — жертва, паразит — хозяин на всех уровнях пищевых цепей. Если по каким-либо причинам один из членов пищевых цепей исчезает, то виды, питавшиеся в основном исчезнувшим видом, начинают в большем количестве поедать ту пищу, которая раньше была для них второстепенной. Вследствие подобной замены пищи численность видов-потребителей сохраняется.
- Управляемость: система может переходить из одного состояния в другое в течение определенного промежутка времени. Система называется управляемой, если на нее можно оказывать целенаправленное воздействие.
- Наблюдаемость: информацию о предыдущем состоянии системы можно получить исходя из ее нынешнего состояния.
- Буферность и способность к сохранению: перевод от одного состояния к другому в результате вмешательства каких-то факторов не носит взрывной характер, а характеризуется постепенным развитием.
- Обработка информации и ее хранение: экосистемы могут преобразовывать получаемую информацию в соответствии со своей спецификой. Они также способны соединять эту информацию с другими данными, хранящимися в самой системе, с тем чтобы выдать новую информацию.
|
|
|
Устойчивость экосистем
Стабильность в экологии означает свойство любой системы возвращаться в исходное состояние после того, как она была выведена из состояния равновесия. Стабильность определяется устойчивостью экосистем к внешним воздействиям. Выделяют два типа устойчивости: резистентную и упругую.
1.Резистентная устойчивость это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функции.
2.Упругая устойчивость способность системы быстро восстанавливаться после нарушения структуры и функций.
Экосистеме трудно совмещать оба типа устойчивости: они связаны обратной связью, а иногда исключают друг друга. Например, калифорнийский лес из секвойи устойчив к пожарам (высокая резистентная устойчивость), но если он сгорит, то восстанавливается очень медленно или вовсе не восстанавливается (низкая упругая устойчивость). А заросли вереска очень легко выгорают (низкая резистентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (высокая упругая устойчивость).
Система может находиться в состоянии равновесности и неравновесности, при этом ее поведение существенно различается. В соответствии со 2-м законом термодинамики к равновесному состоянию приходят все закрытые системы (системы не получающие энергии извне). Подавляющее большинство систем относится к открытым, обменивающимся с окружающей средой энергией, веществом и информацией.
Гомеостаз экосистемы.
Основоположник идеи о физиологическом гомеостазе Клод Бернар (вторая половина XIX века) рассматривал стабильность физико-химических условий во внутренней среде как основу свободы и независимости живых организмов в непрерывно меняющейся внешней среде.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 301; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!