Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы к зачету по Экологии - файл 1.doc


Ответы к зачету по Экологии
скачать (337.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc338kb.20.12.2011 13:18скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
1 В: Определение экологии, ее задачи. Структура современной экологии.

Термин «экология» предложил в 1866г. Немецкий ученый Геккель.

Термин «экология» происходит от 2-х греческих слов: ойкос – дом, жилище и логос – наука.

Экология – это наука о доме (наш дом – Земля).

Геккель дал определение: «Экология – это наука, изучающая взаимоотношения живых организмов и окружающей среды».

Главный объект изучения в экологии – экосистемы, представляющие собой единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень), биотических сообществ, т.е. совокупностей популяций (биоценологический уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Современная экология – это широкий междисциплинарный комплекс наук связанный между собой многочисленными каналами, по которым происходит обмен научной информацией.

Пресной воды на Земле всего 6%, остальная вода соленая, и когда тают ледники и вода смешивается, она становится не пригодной для употребления.

По Миркину Б.М., главной задачей экологии, как учебного курса, является следующее: научить студентов экологически мыслить, т.е. видеть аномалии в отношениях человека и природы, искать их истоки и пути установления гармоничных отношений.

^ Задачи экологической науки:

  • разработка теории и методов оценки

устойчивости экологических систем на

всех уровнях, включая биосферный;

  • исследование проблем популяционной экологии, экологии биотических сообществ, сохранения биоразнообразия в природе, регулирующего воздействия биоты

на окружающую среду;

  • изучение и прогнозирование изменений биосферы под влиянием природных и антропогенных факторов и оценка экологических последствий этих изменений;

  • оценка состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;

  • разработка и совершенствование методов управления качеством окружающей среды;

  • формирование биосферного мышления и экологического сознания у людей, выработка норм экологической этики и морали;

  • оптимизация экономических, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития общества и государства.

^ 2 В: Экологические «законы» Барии Коммоне.

В 70-е годы 20 века американский эколог Б. Коммонер сформулировал 4 положения, которые стали называть экологическими «законами»:

1 положение – все связано со всем (близок по смыслу к Закону внутреннего динамического равновечия).

Закон внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качестваотдельных естественных систем и их иерархтии очень тесно связаны между собой, так, что любое изменение одного из показателей неминуемо приводит к функционально структурным изменениям других, но при этом сохраняются общие качества системы – энергетические, информационные и динамические. Изменения в больших экосистемах могут иметь необратимый характер, а любые локальные преобразования природы вызовут в биосфере планеты (т.е. в глобальном масштабе) и в ее наибольших подразделениях реакции ответа, которые предопределяют относительную неизменчивость эколого-экономического потенциала.

Суть этого закона сводится к следующему: экологического счастья в одной стране быть не может.

2 положение – все надо, куда то девать (к этому же Закону и Закону развития естественной системы за счет окружающей среды).

Это закон об отходах.

Красноярский Край и Челябинская обл. (Маяк) – на Урале захоронение радиоактивных веществ!

3 положение – за все надо платить (ничто не проходит напрасно).

Этот закон снова затрагивает проблемы, которые обобщают Закон внутреннего динамического равновесия, Законы константности и развития естественной системы. По этому закону Б. Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем у нее, иначе катастрофа с течением времени неминуема.

Человек тратит значительные средства на ликвидацию последствий экологических катастроф, на издание экологической литературы, на создание особо охраняемых природных территорий, на приобретение редких видов растений и животных.

4 положение – природа «знает» лучше (предостерегает нас от самоуверенности).

Это главный закон рационального природопользования. Человек должен помнить, что он не властелин природы, он ее часть. Природу нужно не покорять, а сотрудничать с ней.

Согласно ЮНЕСКО норма воды на 1 человека в сутки составляет 235 литров (в эту цифру входит также потребление на охлаждение радиаторов, отопление и т.д.), а на самом деле тратится в среднем от 400 до 450л. Воды, а в С. Петербурге и Москве до 1000 л. На 1 человека.
^ 3 В: Экосистема, ее структура. Биогеоценоз: определение, примеры.

Термин биосистема в 1935г. Предложил английский ученый Тенсли:

«Экосистема – это совокупность взаимодействующих организмов и условий среды, в которой они обитают».

Не всякая комбинация жизнь-среда может быть экосистемой, ее может стать лишь среда, где имеет место стабильность и четко функционирует внутренний кругооборот веществ.

Большие экосистемы состоят из экосистем меньшего размера. Экосистема муравейника входит в состав лесного биогеоценоза, а лесной биогеоценоз – часть географического ландшафта. Самая крупная экосистема – это биосфера, включающая все экосистемы Земли, которые связаны через атмосферу и мировой океан.

Выделяют микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото), мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище) и макроэкосистемы (континент, океан).

Озеро, кабина космического корабля, животные, растения, микроорганизмы - является живой частью экосистемы.

Таким образом, главным компонентом любой экосистемы являются живые организмы и условия среды.

Земля – не живая часть биосистемы.

Экосистемы являются основными энергети-ческими «установками», которые усваивают солнечную энергию.

Существуют природные экосистемы и экосистемы, созданные человеком.

То есть, экосистемы делятся на 2 группы:

1. естественные (природные) – лес, озеро, пустыня, степь, море, тундра и.т.

2.антропогенные (искусственные) – город, отдельные промышленные предприятия, пруд, созданный человеком, лесополоса, водозаборы и т.д.

Классификация экосистем:

^ Тип экосистем

Автотрофные

Гетеротрофные

Фотоавтотрофн.

Хемоавтотрофн.

Естественные

тундры, болота, степи, ле-са, луга, моря и др

Экосистемы подзе-мных вод ,геотер-мальные «оазисы» океана

экосистемы пещер, вы-сокогорных ледников, океанических глубин

Антропогенные

агроэкосистемы, лесные культуры, морские «огороды» и др.

Экосисте-мы биоло-гических очистных сооружений

Города и про-мышлен. пред., рыборазводн. пруды, культу-ра дождевого червя , планта-ции шампиньо-нов и др.


^ 4 В: Экологические факторы.

Условия среды, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, называются экологическими факторами.

В ответ на влияние окружающей среды живые

организмы развили способность приспосабливать-ся к факторам окружающей среды. Все растения, животные и другие живые организмы обладают адаптивными, или приспособительными реакциями на внешнее воздействие. Приспособи-тельные реакции развились в ходе эволюции, и только благодаря им живые организмы способны

к дальнейшему развитию и выживанию е изменяющихся условиях среды.

Живые организмы реагируют на факторы окружающей среды в соответствие со своим генетическим кодом и своей генетической конституцией, которая направляет развитие приспособительных реакций. Способности организма к сопротивлению внешней среды зависят от наследственной нормы реакции, которую вызывает экологический фактор.

К экологическим факторам относят солнечную радиацию, влажность, температуру, давление, источники пищи, конкуренты и т.д. Экологические факторы изменяются с течением времени. Влияние какого-либо экологического фактора зависит от его интенсивности. Живые организмы подвержены влиянию не какого-то одного экологического фактора, а целому комплексу факторов, которые оказывают совместное воздействие на живой организм.

Все экологические факторы делятся на 3 группы:

1.Абиотические (а – нет (отрицание) и био – жизнь) – факторы не живой природы: климат, вода, воздух, свет, температура, эдафические факторы (состав почвы), атмосферные, солнечная радиация, химические (солевой состав воды и т.д.), физические.

Совокупность абиотических факторов называется: «экотоп».

2.Биотические – факторы живой природы (взаимоотношения): конкуренция, хищничество, паразитизм, симбиоз, квартиранство.

Биотоп – это совокупность абиотических и биотических факторов.

3.Антропогенные – влияние деятельности человека:

а) прямое влияние – происходит гибель организма при непосредственном влиянии человека (охота, вырубка деревьев и.т.д.);

б) косвенное влияние – гибель организма происходит в результате изменения условий среды (пожар, загрязнение водоема и.т.).

Экологические факторы
Абиотические Биотические Антропогенные

Эдафические ( )

Экотоп Симбиоз Прямые Косвенные

Биотоп

4 В: Каждый экологический фактор может воздействовать на живой организм с максимальной и минимальной силой. Максимальное и минимальное значения экологического фактора, в условиях которого возможна жизнь, называют

пределами выносливости. А верхними и нижними пределами выносливости называют такие условия, за границами которых наступает прекращение жизнедеятельности организмов и их гибель.

Живые организмы можно классифицировать в зависимости от предела выносливости, который позволяет одним организмам выдерживать значительные отклонения от оптимального значения фактора (такие организмы называют эврибионтными) и не позволяет другим (стенобионтные организмы).

Так, например, к эврибионтным видам живых организмов можно отнести бурого медведя, который живет в разных условиях. Он может обитать в холодном или в теплом климате, в сухом или влажном, может питаться разнообразной пищей, как животной, так и растительной. А примером стенобионтных видов служат некоторые виды антарктических рыб. Они адаптированы к существованию в среде с низкими температурами, и поэтому с повышением температуры воды они перестают двигаться, и впадают в анабиоз.

Все экологические факторы взаимосвязаны друг с другом, изменение одного какого-то факторы вызывает изменение ряда других факторов. Если какой-либо экологический фактор изменяет оптимальную интенсивность своего воздействия на организм, то в результате сужаются пределы выносливости живых организмов к другим факторам. Например, если уменьшается содержание азота в почве, то растения становятся менее засухоустойчивыми.

Т.о., действие каждого фактора зависит от количественного выражения других факторов. Но воздействие ни одного необходимого фактора не может быть заменено действием другого фактора. Если в почве ощущается недостаток бора, то на этом участке растения перестают расти, даже если все другие микроэлементы и вещества содержатся в достаточном количестве.

Если же экологический фактор удален от оптимума. то он снижает возможность жизнедеятельности организмов. Фактор, интенсивность воздействия которого приближается к пределу выносливости, называют ограничивающим фактором. Ограничивающие факторы в природе разделяют ареалы обитания.


^ 3 В: Биогеоценоз. Понятие «экосистема» не имеет территориального ранга, как экосистему можно рассматривать муравейник, участок леса, территорию фермы, географический ландшафт. Экосистема на однородном участке суши называется биогеоценозом.

В 1942г. Советский ученый Сукачёв предложил термин «биогеоценоз».

Слово биогеоценоз состоит из 3-х частей: биос – живое, гео – земля и циноз – взаимоотношение.

Биогеоценоз – это совокупность взаимодействующих организмов на однородном участке суши: лес, озеро и т.д. (но не кабина космического корабля).

Т.е. биогеоценозом является сообщество разных микроорганизмов, растений, животных, которые заселяют конкретные местообитания и участвуют в биогенном круговороте веществ. Функцией биогеоценоза является поддержание круговорота веществ.

В биогеоценоз входят представители экологофункциональных групп организмов, продуценты, консументы и редуценты. Их состав может варьироваться. Взаимоотношения между ними образуют систему трофических цепей.

В состав биогеоценоза входят биоценоз (система взаимодействующих популяций многих видов организмов: продуцентов, консументов и редуцентов) и биотоп (совокупность экологических факторов их местообитания). Биогеоценоз является составной частью биосферы. Он обладает специфической структурой, функцией и механизмами адаптации. Биогеоценоз в то же время представляет собой самостоятельную экосистему низкого уровня.

Биогеоценозы являются наземными образованиями и имеют четко выраженные границы. Любой биогеоценоз представляет собой экосистему, но не каждая экосистема может быть биогеоценозом. Биогеоценозы формируются на любом участке Земли: на суше, в воде. Природные биогеоценозы образуют естественные экосистемы. Например, говорят о лесном, степном, луговом биогеоценозе. Совокупность всех биогеоценозов образует биосферу – живую оболочку Земли.

^ Следовательно, функционируя в непрерывном единстве, биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз, или экосистему. Границы биоценоза совпадают с границами биотопа, т.е. и с границами экосистемы.
1 В: Структуры современной экологии включаю в себя 3 раздела:

1.Общая экология – наука, изучающая закономерности взаимоотношений живых организмов и окружающей среды – это теоретическая основа экологии.

2.Прикладная экология – это совокупность науки, которые изучают отклонения от нормы, наблюдаемые в различных экосистемах.

Прикладные науки делятся по объекту и методам изучения. К этой группе относятся: лесная экология, биосферная экология (глобальные проблемы), медицинская экология (заболевания вызванные изменением экологии), математическая экология, химическая экология (химический метод определения загрязнения воды ит.д.).

3.Социальная экология – это наука, изучающая взаимоотношения человека и окружающей среды (с живой и неживой природой).

В состав социальной экологии входит: экологическое право, экономическая экология и экологическое образование.

73% живой природы уже уничтожено человеком.

Леса в России осталось на 20-40 лет (иметься в виду Сибирская тайга – самая огромная).

В России на природоохранные зоны приходится только 3%! В США – 45%, в других странах от 30 до 35%. По закону ЮНЕСКО должно быть не менее 40%.


^ 5/1 В: Популяция: определение и основные характеристики.

Формой существования жизни является вид. Виды объединяются в популяции. На уровне популяций происходит устойчивое, постоянное участие видов в круговороте веществ, поэтому популяцию рассматривают как составляющую часть биогеоценоза.

Популяция с латинского языка переводится как «народ». Это «население» определенной терри-тории. Термин «популяция» появился в начале XX века в генетико-эволюционной биологии

Вид - это систематическая категория. Особи одного вида могут быть отдалены друг от друга на тысячи километров, и не иметь никаких взаимоотношений. Группы особей одного вида, которые связаны отно­шениями, составляют популяцию.

Популяция - это совокупность особей одного вида в пределах одно­родных условий с числом, достаточным для ее самовоспроизведения. Чем крупнее особи, тем меньше это число. Для крупных животных, таких как слон, зубр, тигр, оно составляет 200-400 особей, для насекомых - имеет порядок тысяч.

«Однородность» условий зависит от особен-ностей вида: для волка однородные условия - это территория площадью в десятки квадратных километров, причем на ней могут быть и разные участки леса, и луга, и сельскохозяйственные угодья. Для растений - это участок в пределах однородной растительности. Для тли - одно или несколько растений, для рыб - озеро или река и т.д.

Важнейшей характеристикой популяции являя-ется ее плотность, т.е. количество особей, отне-сенное к единице площади. У животных, ко­торые подвижны, плотность популяций зависит от соотношения интенсивностей процессов рожда-емости, смертности, иммиграции (прибытия) и эмиграции (выбытия) из популяции. Растения «заякорены» корнями и потому плотность их популяций регулируется только за счет рождаемо­сти и смертности.

Природные популяции состоят из разнокачественных особей, ко­торые различаются по возрасту и степени развития. Кроме того, в попу­ляциях могут присутствовать разные гене-тические варианты - экотипы. Особи разных экотипов различаются по требованиям к условиям среды и ритмике развития (растения - по разному времени зацветания, разной устойчивости к моро-зам, засухе и т.д.). Под влиянием внешних факто­ров состав популяции может обедняться: выжи-вают только те экотипы. которые наиболее устой-чивы. Так, у многих видов сорных растений и насе-комых-вредителей в популяциях сохранились только экотипы, ус­тойчивые к пестицидам. Для повышения гетерогенности популяций культурных растений высевают смесь сортов, что делает

урожаи более устойчивыми (менее зависящими от колебаний климата в разные годы).

^ 6 В: Продуценты как основной блок экосистемы. Особенности питания.

Продуценты – производители органических веществ. Они называются автотрофами (авто – сам) – организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. Т.е., это организмы, которые производят органическое вещество за счет утилизации солнечной энергии, воды, углекислого газа и минеральных солей.

По используемому источнику энергии все автотрофы делятся на 2 группы:

1.Фототрофы – организмы, которые используют энергию солнца (света), т.е. они способны к фотосинтезу.

Фотосинтез – это процесс образования органических веществ (углеводов) из неорганических (воды и углекислого газа (диоксида углерода)) с использованием солнечного света, т.е., который происходит в зеленых частях растения на свету.

Представителями фототрофов являются: зеленые растения и цианобактерии (сине-зеленые бактерии (ранее водоросли)), а также многие окрашенные бактерии, имеющие разные пигменты, усваивающие солнечную энергию.

Растения – это практически единственные организмы, создающие органические вещества из неорганических. Они как бы создают, продуцируют пищу, а все остальные уже питаются этой готовой органической пищей. Среди них водоросли – большая группа растений, живущих в воде, которым мы обязаны появлением кислорода в атмосфере. В частности сине-зеленые бактерии, обитают преимущественно в поверхностном слое пресноводных водоемов, хотя есть и в морях. Продуктом их метаболизма являются азотистые соединения, что при определенных условиях может привести к цветению воды и к ее загрязнению, в том числе и в водопроводных системах.

2. Хемотрофы – используют энергию химических реакций (железо и серобактерии). Т.е.

используют химическую энергию окисления неорганических веществ (серы, сероводорода, аммиака, железа и др.). Это - серобактерии, водородобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бак­терии. Хемоавтотрофы играют главную роль в экосистемах подземных вод, а также в особых экосистемах рифтовых зон дна океана, где из разло­мов плит выделяется сероводород, который окисляют серобактерии. В на­земных экосистемах существенную роль играют нитрифицирующие бак­терии почвы, окисляющие соединения аммиака.


^ 7/1 В: Трофический блок экосистемы – консументы. Его основные функциональные группы организмов.

Гетеротрофы – это организмы, которые питаются готовыми органическими веществами. Т.е. Эти организмы используют углерод органических веществ, которые синтезированы продуцентами, и вместе с этими веществами получают энергию.

Гетеротрофы в экосистеме являются консументами (от лат. консумо – потребляю), потребляющими органическое вещество, и редуцентами, разлагающими его до простых соединений.

Т.е., Консументы – это потребители органических веществ, являющиеся гетеротрофами.

К консументам относятся несколько функциональных групп:
1) Хищники – это организмы, которые питаются другими организмами.

Хищники делятся на 2 группы:

1.фитофаги (фито – растения) – это хищники, которые питаются живыми растениями (тля, кузнечик, заяц, овца, лошадь, корова, жираф, слон и т.д.);

Главные фитофаги в водных экосистемах – это, очень мелкие ракообразные и коловратки, входящие в состав планктона и питающиеся водорослями. Есть в этих экосистемах и крупные фитофаги, например, рыба белый амур, поедающая растения, которыми зарастают оросительные каналы. Важный фитофаг - бобр. Он питается ветками деревьев, а из стволов сооружает плотины, влияющие на водный режим территории.

В ходе отношений растений и фитофагов вещество и энергия, накопленные растениями, передаются животным.

2.зоофаги (зоо – животные) – это хищники, которые питаются животными (микроскопические рачки, киты, разные мелкие животные, волки, львы и т.д.).

Плотоядные очень разнообразны: это и мелкие животные, питающиеся амебами, червями или рачками и крупные, такие как волк, лев и т.д. Есть растения-хищники (росянка, пузырчатка), которые используют в пищу насекомых. Правда, их способ питания не таков, как у хищников-животных. Они ловят мелких насекомых, но не заглатывают их, а «переваривают», выделяя ферменты на свою поверхность. Есть хищники и среди почвенных грибов, которые ловят микроскопических круглых червей-нематод.

Отношения между хищниками и жертвами - основной тип взаи­моотношений организмов, при которых вещество и энергия передаются от фитофагов к зоофагам.

Однако и в этих взаимоотношениях равновесие достигается лишь в том случае, если в них участвует третий вид - более крупный хищник или

^ 7/3 В: 4) Симбиотрофы – это организмы, способные к симбиозу (бактерии и грибы, которые питаются корневыми выделениями растений).

Симбиотрофы очень важны для жизни экосистемы.

^ Почвенные Грибы: играют основную роль в почвообразовательных процессах.Нити грибов, опутывающие корни растений, помогают всасыванию воды и минеральных веществ.

Бактерии-симбиогрофы усваивают газообразный азот из атмосферы и связывают его в доступные растениям соединения (аммиак). Этот азот называется биологическим (в отличие от азота минеральных удобрений). Бобовые растения снабжают бактерии органическими веществами и являются для них домом, бактерии усваивая атмосферный азот, снабжают им растения, обогащают почву.

После высаживания на почве бобов, почва становится, хорошо наделена азотом, т.е. после них хорошая почва для других растений.

К симбиотрофам относятся и микроорганизмы (бактерии, одноклеточные животные), которые обитают в пищеварительном тракте животных-

7/4 В: фитофагов и помогают им переваривать пищу. Такие животные, как корова, без их помощи не способны переварить по­едаемую траву;

Симбиоз – это взаимовыгодное отношение между организмами разных видов (бобовые растения и клубеньковые бактерии (азотофиксирующие растения)).

Одной из форм симбиоза является квартиранство.

Квартиранство – это взаимоотношения между особями разных видов, при котором одному это выгодно, а другому безразлично.
7/2 В: паразит, вызывающий болезни хищника. При этом плотность попу­ляции хищника регулируется взаимоотношениями как с жертвами, так и с организмами, для которых он сам является пищевым ресурсом.
2)Паразиты – это организмы, которые длительное время живут за счет других организмов, в отличие от хищников, паразиты своего хозяина не уничтожают.

Паразит в переводе на русский язык – нахлебник.

В число паразитов входят разные животные (черви, насекомые, клещи), грибы, бактерии, вирусы, реже растения (заразиха, повилика и др.), которые питаются органическим веществом другого живого существа – хозяина. Хозяином может быть растение, животное или человек.

Паразиты регулируют плотность популяций крупных хищников, у которых практически нет врагов (волк, медведь, сом, щука и т.д.).

Паразиты делятся на 2 группы:

1. эктопаразиты – живут на теле хозяина (клопы, блохи, вши, грибы (паразитирующие на растениях и единичные на животных) и.д.));

2.эндопаразиты – живут внутри организма хозяина (плоские черви, глисты, лямблии и т.д.).
^ 3) Детритофаги – организмы, которые питаются детритом (многоножки, дождевые черви, жуки-навозники, речные раки, крабы, вороны, шакалы, гиены и т.д.).

Значительное разнообразие видов - детритофагов связано с почвой. Многочисленны детритофаги, разрушающие древесину.

Детрит – это мертвое органическое вещество, временно исключенное из круговорота веществ в природе.

Детрит может быть короткого срока хранения (перегной) и длительного (нефть, каменный уголь, торф).

Для переработки мертвого органического вещества детритофагам и редуцентам нужно время. Поэтому в экосистеме всегда есть запас этого вещества - детрит. Детрит - это лесная подстилка (опад листьев на поверхности лесной почвы, сохраняется 2-3 года), ствол упавшего дерева (сохраняется 5-10 лет), гумус почвы (сохраняется сотни лет), отложения органического вещества на дне озера - сапропель и торф на болоте (сохраняется тысячи лет). Наиболее долго сохраняющимся детритом являются каменный уголь и нефть.

Организмы, которые питаются экскрементами, называются копрофагами.

Консументы, которые используют в пищу как растения, так и животных, и даже детрит, называются эврифагам (всеядным). Примерами эврифагов являются медведь, лиса, свинья, крыса, курица, ворона, тара­каны. К эврифагам относится и человек.

^ 5/2 В:

8 В: Редуценты: представители, особенности питания.

Редуценты – разрушители органических веществ. Они разрушают сложные органические вещества до конечных продуктов: воды и углекислого газа (бактерии гниения (плесневые грибы).

Редуценты - организмы, которые по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как тоже питаются мертвым органическим веществом. Однако редуценты - бактерии и грибы - разрушают органические вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Почва. В экосистеме почва рассматривается как биокосная составляющая, т.е. представляющая переход от живого к мертвому. Это верхний слой суши, преобразованный деятельностью живых организмов. Толщина почвы в разных районах Зе-мли составляет от нескольких сантиметров до 2 м.

Главное вещество почвы — гумус, который по своей природе является детритом, т.е. временно исключенным из «производственного процесса» экосистемы органическим веществом. Химический состав гумуса очень сложен, он состоит из фенолов и органических кислот темной окраски и образуется в результате процесса гумификации - разложения органических веществ из остатков растений и почвенных животных. На долю гумуса приходится до 98 % всего органического вещества почвы (остальное - это живые корни, почвенные животные и неразложившиеся мертвые остатки организмов).

Одновременно с процессом гумификации органического вещества происходит процесс дегумификации - минерализация гумуса. Под действием микроорганизмов - редуцентов входящие в его состав сложные органические соединения разрушаются до форм, доступных растениям.

Почва наполнена жизнью: опутанные грибницей корни растений поглощают воду и растворенные в ней питательные вещества, бактерии-азотфиксаторы усваивают атмосферный азот, огромнейшая армия почвенных животных кормится живыми и особенно мертвыми корнями и ест друг друга, микроорганизмы разлагают органическую массу до простых органических и минеральных соединений и возвращают их в почвенный раствор.

^ 9/1 В: Пищевые цепи и пищевые сети.

В любой экосистеме происходит круговорот веществ, если какая-либо трофическая группа выпадет из экосистемы, то вся экосистема разрушится, т.е. всю экосистему составляют эти 3 группы.



Пищевая цепь – это ряд взаимосвязанных видов (последовательность организмов), в котором каждый предыдущий ряд (организм) служит пищей последующему.

^ Существует 2 основных типа пищевых цепей:

1. пастбищные (автотрофные) (цепи выедания, или цепи потребления) – эти цепи начинаются с зеленого растения – продуцентов к травоядному животному и дальше – к хищникам, которые поедают травоядных животных:

Клевер ← кролик ← волк или фитопланктон ← зоопланктон ← плотва ← щука ← скопа;

2. детритные (цепи разложения) – эти цепи начинаются от растительных и животных остатков, экскрементов животных – детрита (детритофаг), идут к микроорганизмам, которые ими питаются, а затем к мелким животным (детритофагам) и к их потребителям – хищникам.

Детритные цепи наиболее распространенны в лесах, где большая часть (около 90%) ежегодного прироста биомассы растений не потребляется травоядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению (сапрофитными организмами) и минерализации:

^ Листовая подстилка ← дождевой червь ← черный дрозд ← ястреб-перепелятник

Своеобразно положение редуцентов и детритофагов: они могут представлять разные трофические уровни: при потреблении отмерших растений - второй трофический уровень, трупов фитофагов - третий, трупов зоофагов первого порядка - четвертый и т.д. Всеядные животные - эврифаги - связаны с несколькими трофическими уровнями.

Любая цепь питания представляет собой упрощенное выражение трофических связей.

^ Пример цепочки круговорота пищевой цепи:

Мятник луговой ← кузнечик зеленый ← синица ← гадюка обыкновенная ← орел степной

Трофический уровень – это совокупность организмов, которые получают энергию, фиксированную в органическом веществе, через одинаковое число посредников.

В любой экосистеме выделяют следующие трофические уровни:

I троф. ур. продуценты: число посредников = 0, т.к. сами синтезируют (продуцируют) органические вещества получают энергию непосредственно от солнца или окисляя неорганические вещества, соответственно,

^ 10/1 В: Экологические пирамиды.

Автотрофные экосистемы можно сравнить с промышленным предприятием, которое производит различные органические вещества.

Используя солнечную энергию, диоксид углерода и элементы минерального питания, экосистемы производят биологическую продукцию - древесину, листовую массу растений, плоды, животную биомассу. Производительность экосистемы измеряется количеством органического вещества, которое создано за единицу времени на единицу площади: г/м2 в день, кг/лг в год, т/км" в год.

^ Продуктивность экологической системы — это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи.

Различают первичную биологическую продукцию, которую создают растения (продуценты) в единицу времени в процессе фотосинтеза из диоксида углерода, воды и минеральных элементов, и вторичную биологическую продукцию – прирост за единицу времени массы, которую создают гетеротрофы (консументы и редуценты) в результате переработки растительной и животной биомассы. Первичную продукцию подразделяют на валовую – общая масса валового органического вещества создаваемая растением в единицу времени при данной скорости фото­синтеза, включая и траты растения на дыхание — от 40 до 70% от валовой продукции и чистую - то, что осталось после расходов на дыхание и потери органических веществ корнями при мутуализме с микоризными грибами и бактериями-азотфиксаторами представляет собой величину прироста растений именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами. У большинства растений чистая продукция составляет примерно половину от валовой, а у патиентов. которые живут в экстремальных условиях, - не более 10 %. Вторичная биологическая продукция в 20-50 раз меньше, чем первичная. Вторичная продукция не делится уже на валовую и чис­тую, так как консументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной ранее созданной продукции.

Все живые компоненты экосистемы составляют общую биомассу сообщества в целом или тех или иных групп организмов. Ее выражают в г/см3 в сыром или сухом виде, или в энергетических единицах — в калориях, джоулях и т.п. Если скорость изъятия биомассы консументами отстает от скорости прироста растений, то это ведет к постепенному приросту биомассы продуцентов и к избытку мертвого органического вещества. Последнее приводит к заторфовыванию болот и зарастанию мелких водоемов. В стабильных сообществах практически вся продукция
  1   2   3



Скачать файл (337.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru