Взаимоотношения между ЖО. Определение экосистемы.

Экосистема – это совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой посредством обмена веществом, энергией, информацией и сохранения устойчивости в течении длительного времени.

ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ И ПИЩЕВЫЕ СЕТИ

Пищевая (трофическая) сеть – сплетение пищевых цепей в сложном сообществе.
Пищевая (трофическая) цепь – последовательность переноса энергии в экосистеме.

Экологические пирамиды

Пирамида чисел – уменьшение численности организмов от продуцентов к консюментам.

Пирамида биомассы – отражает изменение биомассы на каждом трофическом уровне.

Пирамида энергии – отражает количество энергии содержащейся в продукции создаваемой на каждом трофическом уровне

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭС.

По продуктивности экосистемы разделяются на 4 класса.

1. Экосистемы очень высокой биологической продуктивности — свыше 2 кг/м² в год. К ним относятся заросли тростника в дельтах Волги, Дона и Урала. По продуктивности они близки к экосистемам тропических лесов и коралловых рифов.

2. Экосистемы высокой биологической продуктивности — 1—2 кг/м² в год. Это липово-дубовые леса, прибрежные заросли тростника на озере, посевы кукурузы и многолетних трав при орошении.

3. Экосистемы умеренной биологической продуктивности — 0,25—1 кг/м² в год. Такую продуктивность имеют многие растения: сосновые и березовые леса, сенокосные луга и степи, "морские луга", водоросли в Японском море.

4. Экосистемы низкой биологической продуктивности — менее 0,25 кг/м² в год. Это арктические пустыни островов Северного Ледовитого океана, тундры, полупустыни.

Средняя продуктивность экосистем Земли не превышает 0,3 кг/м² в год.

Биологическая продуктивность экосистем — основа жизни биосферы и человека как ее части. Она зависит от ресурсов почвы (ее обеспеченности питательными элементами и влагой), атмосферы, солнечного света и тепла. Каждый из этих ресурсов незаменим. Продуктивность экосистемы в основном зависит от того ресурса, которого недостаточно или который находится в избытке (пример: переувлажнения почвы или высокая температура воздуха).

Такой ресурс называется лимитирующим (т. е. ограничивающим) фактором; так, например, в Прикаспийской низменности урожай лимитируется количеством осадков. В зоне тундры и горных районов урожай лимитируется количеством тепла.

Чтобы повысить продуктивность экосистем, человек стремится уменьшить влияние лимитирующих факторов — вносит удобрения, сажает влаголюбивые культуры, строит теплицы, парники.

Биологическая продуктивность может снижаться и при загрязнении экосистем газообразными или жидкими ядовитыми отходами промышленных и сельскохозяйственных предприятий (кислотные дожди, ядохимикаты, дефолианты и т. д.).

Любое нарушение взаимосвязей в экосистемах означает нарушение энергетических потоков. Производство способно развиваться только за счет использования ресурсов окружающей среды. Но нарушение энергетики биосферы более чем на1% может привести к резкому нарастанию энтропии и гибели всей системы в результате термодинамического кризиса.

Таким образом, биологическая продуктивность — основа жизни и человека. Она зависит от ресурсов почвы, от атмосферы, солнечного света и тепла. Каждый из этих элементов незаменим.

Динамика ЭС. Сукцессии.

Динамичность - одно из фундаментальных свойств экосистем, отражающее зависимость ее от комплекса факторов и адаптивный ответ системы на их воздействие.

Масштабы времени, в которых выражена динамика экосистем: суточная, сезонная, протяжение ряда лет, геологические эпохи (отражает развитие биосферы в целом).

Суточная и сезонная динамика экосистем связана с сезонными ритмами и динамикой активности в жизни растений и животных, смена видового состава на протяжении годового цикла, и отражает приспособление экосистем к суточной и сезонной динамике условий существования. Характерная черта подобной динамики – сохранение принципиальных свойств данной экосистемы (сезонные изменения видового состава повторяются каждый год).

Суточные аспекты: не происходит принципиальных изменений видового состава и основных форм взаимодействий. Определяется характером активности видов имеющих суточную ритмику жизнедеятельности.

Сезонные аспекты: касается изменения видового состава – миграция в неблагоприятные периоды. При этом оседлые виды составляют ядро экосистемы, а сезонные виды (перелетные птицы) определяют ее облик и характер связей в отдельные периоды. Некоторые виды отличаются пульсирующим характером активности (диапауза насекомых, оцепенение, спячка). Растительные сообщества изменяются структурно (листопад, отмирание трав. растительности) и функционально (изменение интенсивности фотосинтеза).

Экологические сукцессии - закономерноенаправленное развитие экосистемы, при котором происходит смена во времени одного сообщества другим. Смена сообществ базируется на функциях автотрофов. Гетеротрофная составляющая экосистемы формируется на базе фитоценозов и лишь вторично начинает влиять на его состав и свойства. Смена последовательного ряда сообществ – адаптивный ответ на экосистемном уровне по отношению к изменяющимся факторам среды (климат, рельеф, гидролог. режим).

Сукцессия завершается образованием стабильного сообщества, наиболее адаптированного к данным сложившимся условиям – климакс. В определенных условиях сукцессия может быть регрессивной – обеднение и упрощение сообществ, например, в результате антроп.воздействий.

Различают сукцессии экзоэкогенетические (аллогенные) и эндоэкогенетические (автогенные).

Аллогенные – сукцессионные смены, вызванные внешними, абиотическими факторами. Автогенные – вызываются изменением структуры и системы связей в сообществах. Эти две категории сукцессий совмещаются.

25.Естественные (природные) экосистемы формируются под влиянием природных факторов, хотя человек может оказывать влияние на них, но незначительное.

26.Антропогенные (искусственные) экосистемы создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности: сельскохозяйственные ландшафты с посевами и стадами скота, города, лесопосадки, морские “огороды”, фермы устриц. В состав антропогенных экосистем могут входить сохранившиеся более мелкие естественные экосистемы (лес или озеро на территории с/х экосистемы, лесопарк в городе).

ВОДНАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ

Водная оболочка нашей планеты (совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов) называется гидросфера. В более широком смысле в состав гидросферы включают также подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах.Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах, второе место занимают подземные воды, третье — лед и снег арктических и антарктических областей. Общий объем природных вод составляет примерно 1,39 млрд км3 (1/780 объема планеты). Воды покрывают 71 % поверхности земного шара (361 млн км2). Вода — составная часть всех элементов биосферы, не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Это самое распространенное на планете природное соединение. Без воды невозможно существование ни животных, ни растений, ни человека. Для выживания любого организма ежедневно требуется определенное количество воды, поэтому свободный доступ к воде — жизненная необходимость.

Почвенная среда

Почва — рыхлый поверхностный слой земной коры, преобразованный в процессе выветривания и населенный живыми организмами. Как плодородный слой, почва обеспечивает существование растений. Из почвы растения получают воду и питательные вещества. Листья и ветки, отмирая, «возвращаются» в почву, где разлагаются, высвобождая содержащиеся в них минеральные вещества.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Твердая часть составляет 80-98 % почвенной массы: песок, глина, илистые частицы, оставшиеся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса (их соотношение характеризует механический состав почвы).

Содержание воды (жидкая часть) в почве колеблется от долей процента до 40-60 %. Она участвует в снабжении растений водой и растворенными элементами питания.

Роль почвы многообразна: с одной стороны, это важный участник всех природных круговоротов, с другой — основа для производства биомассы. Для получения растительной и животной продукции человечество использует около 10 % суши под пашню и до 20 % — под пастбища. Это та часть земной поверхности, которую, как полагают специалисты, уже не удастся увеличить, несмотря на необходимость производства все большего количества продовольствия в связи с ростом народонаселения.