Функциональные блоки экосистемы

Функциональные блоки экосистемы — allRefs.net

Функциональные блоки экосистемы

Функциональные блоки экосистемы – раздел Экология, Основы общей экологии   Несмотря На То, Что В Составе Экосистемы Могут Быть Тысячи Ви…

Несмотря на то, что в составе экосистемы могут быть тысячи видов, по функциональной роли эти виды можно объединить в ограниченное число функциональных типов – продуцентов, консументов и редуцентов, которые различал еще А.Лавуазье (без использования этих терминов). Эти типы хрестоматийны и потому ограничимся их краткой характеристикой.

Продуценты – это автотрофы, т.е. организмы, синтезирующие органические вещества из неорганического углерода.

Продуценты-фотоавтотрофы – растения. Кроме того, в океане важную роль также играют цианобактерии. Фотоавтотрофы осуществляют фотосинтез из углекислого газа и воды с выделением кислорода, используя солнечную энергию.

В состав этой разнообразной группы организмов входят гиганты, подобные секвойе и эвкалипту, и микроскопические планктонные водоросли, являющиеся основными продуцентами водных экосистем. Цианобактерии способны, кроме того, фиксировать атмосферный азот.

Существуют и продуценты-фотоавтотрофы, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода (пурпурные бактерии), однако их общий вклад в биологическую продукцию экосистемы невелик.

Продуценты–хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии, бактерии-нитрификаторы и др.) для синтеза органических веществ используют химическую энергию окисления неорганических соединений. Эти организмы являются продуцентами экосистем в гидротермальных оазисах, образующихся в т.н.

рифтовых зонах океана – областях разлома земной коры, когда из трещин, образующихся между плитами, выделяется сероводород, и в экосистемах подземных вод. Они играют важную роль в биогеохимическом преобразовании земной коры (обитают в подземных водах на глубине до 3-5 км).

К этой же группе относятся почвенные бактерии-нитрификаторы, которые окисляют аммоний и нитриты.

Консументыэто организмы, которые используют готовое органическое вещество в живом или мертвом состоянии. Этот блок включает следующие функциональные группы.

Фитофагирастительноядные организмы.

Эта разнообразная группа в наземных экосистемах включает самые разные таксоны – от насекомых (например, термитов, которые являются основными фитофагами в тропических лесах) до крупных млекопитающих, подобных лосю, жирафу и слону. В водных экосистемах основными фитофагами являются мелкие организмы зоопланктона (т.н. растительноядный планктон).

Зоофагихищники. Как и фитофаги, зоофаги варьируются от крупных (лев, волк) до микроскопических (рачки зоопланктона). Хищники разделяются на типичных хищников, которые убивают жертву (например, волк или сокол), и хищников с пастбищным типом питания, которые, не убивая жертву, используют ее длительное время (например, оводы, слепни).

Паразиты – организмы, длительное время живущие внутри или на теле другого организма – хозяина и питающиеся за его счет (см. 8.5).

Симбиотрофы – микроорганизмы (грибы, бактерии, одноклеточные простейшие), которые связаны отношениями взаимовыгодного сотрудничества с растениями или животными (грибы микоризы, клубеньковые бактерии бобовых, бактерии и простейшие (амебы) пищеварительного тракта млекопитающих, включая человека). Они питаются прижизненными выделениями организмов (у растений) или участвуют в пищеварении (у животных).

Детритофаги– это животные, питающиеся детритом (мертвыми тканями растений и животных или экскрементами). Разнообразие этих организмов было рассмотрено в разделе 8.7.

Редуценты (деструкторы) – это бактерии и грибы, которые в ходе жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества, обеспечивая возвращение содержащихся в них элементов в почвенный раствор или в воду (в водных экосистемах), откуда они повторно потребляются растениями. Благодаря редуцентам в атмосферу возвращается большая часть углекислого газа, потребленного в процессе фотосинтеза, а также образуется метан при анаэобном разложении органического вещества в условиях повышенной влажности.

Разделение организмов, питающихся мертвым органическим веществом (сапротрофов), на детритофагов и редуцентов условно.

Так, до 40% бактерий водных экосистем, образующих бактериальный планктон, поедается в живом состоянии, т.е. являются не редуцентами, а детритофагами.

Они не поставляют ресурсы для растений, а сами являются пищевым ресурсом для консументов следующего трофического уровня (т.е. с них начинаются детритные пищевые цепи).

Животные-детритофаги, размельчая органические остатки, облегчают «работу» редуцентов и тем самым участвуют в процессе разложения органического вещества. Наконец, любой детритофаг является еще и «хищником», поскольку, по словам М.Бигона, “питается сухим печеньем, намазанным арахисовым маслом» (потребляет мертвое органическое вещество вместе с поселившимися на нем живыми бактериями).

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте основные функциональные типы организмов, входящих в состав экосистемы.

2. Расскажите о разнообразии консументов.

3. Чем отличаются типичные хищники от хищников с пастбищным типом питания?

3. В чем заключается условность разделения детритофагов и редуцентов, детритофагов и хищников?

Развернуть

Открыть в широком формате

Источник: http://allrefs.net/c54/4d9h2/p41/

Функциональные блоки экосистемы

Функциональные блоки экосистемы

Несмотря на то, что в составе экосистемы могут быть тысячи видов, по функциональной роли эти виды можно объединить в ограниченное число функциональных типов – продуцентов, консументов и редуцентов, которые различал еще АЛавуазье (без использования этих терминов). Эти типы хрестоматийны и потому ограничимся их краткой характеристикой.

Продуценты – это автотрофы, т.е. организмы, синтезирующие органические вещества из неорганического углерода.

Продуценты‑фотоавтотрофы – растения. Кроме того, в океане важную роль также играют цианобактерии. Фотоавтотрофы осуществляют фотосинтез из углекислого газа и воды с выделением кислорода, используя солнечную энергию.

В состав этой разнообразной группы организмов входят гиганты, подобные секвойе и эвкалипту, и микроскопические планктонные водоросли, являющиеся основными продуцентами водных экосистем. Цианобактерии способны, кроме того, фиксировать атмосферный азот.

Существуют и продуценты‑фотоавтотрофы, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода (пурпурные бактерии), однако их общий вклад в биологическую продукцию экосистемы невелик.

Продуценты–хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии, бактерии‑нитрификаторы и др.) для синтеза органических веществ используют химическую энергию окисления неорганических соединений.

Эти организмы являются продуцентами экосистем в гидротермальных оазисах, образующихся в так называемыхрифтовых зонах океана – областях разлома земной коры, из трещин, образующихся между плитами, выделяется сероводород, и в экосистемах подземных вод.

Они играют важную роль в биогеохимическом преобразовании земной коры (обитают в подземных водах на глубине до 3‑5 км). К этой же группе относятся почвенные бактерии‑нитрификаторы, которые окисляют аммоний и нитриты.

Консументы это организмы, которые используют готовое органическое вещество в живом или мертвом состоянии. Этот блок включает следующие функциональные группы.

Фитофаги растительноядные организмы.

Эта разнообразная группа в наземных экосистемах включает самые разные таксоны – от насекомых (например, термитов, которые являются основными фитофагами в тропических лесах) до крупных млекопитающих, подобных лосю, жирафу и слону. В водных экосистемах основными фитофагами являются мелкие организмы зоопланктона (так называемый растительноядный планктон).

Зоофаги хищники. Как и фитофаги, зоофаги варьируются от крупных (лев, волк) до микроскопических (рачки зоопланктона). Хищники разделяются на типичных хищников, которые убивают жертву (например, волк или сокол), и хищников с пастбищным типом питания, которые, не убивая жертву, используют ее длительное время (например, оводы, слепни).

Паразиты – организмы, длительное время живущие внутри или на теле другого организма – хозяина и питающиеся за его счет (см. 8.5).

Симбиотрофы – микроорганизмы (грибы, бактерии, одноклеточные простейшие), которые связаны отношениями взаимовыгодного сотрудничества с растениями или животными (грибы микоризы, клубеньковые бактерии бобовых, бактерии и простейшие (амебы) пищеварительного тракта млекопитающих, включая человека). Они питаются прижизненными выделениями организмов (у растений) или участвуют в пищеварении (у животных).

Детритофаги – это животные, питающиеся детритом (мертвыми тканями растений и животных или экскрементами). Разнообразие этих организмов было рассмотрено в разделе 8.7.

Редуценты (деструкторы) – это бактерии и грибы, которые в ходе жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества, обеспечивая возвращение содержащихся в них элементов в почвенный раствор или в воду (в водных экосистемах), откуда они повторно потребляются растениями. Благодаря редуцентам в атмосферу возвращается большая часть углекислого газа, потребленного в процессе фотосинтеза, а также образуется метан при анаэробном разложении органического вещества в условиях повышенной влажности.

Разделение организмов, питающихся мертвым органическим веществом (сапротрофов), на детритофагов и редуцентов условно.

Так до 40% бактерий водных экосистем, образующих бактериальный планктон, поедается в живом состоянии, т.е. являются не редуцентами, а детритофагами.

Они не поставляют ресурсы для растений, а сами являются пищевым ресурсом для консументов следующего трофического уровня (т.е. с них начинаются детритные пищевые цепи).

Животные‑детритофаги, размельчая органические остатки, облегчают «работу» редуцентов и тем самым участвуют в процессе разложения органического вещества. Наконец, любой детритофаг является еще и «хищником», поскольку, по словам М. Бигона, “питается сухим печеньем, намазанным арахисовым маслом» (потребляет мертвое органическое вещество вместе с поселившимися на нем живыми бактериями).

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте основные функциональные типы организмов, входящих в состав экосистемы.

2. Расскажите о разнообразии консументов.

3. Чем отличаются типичные хищники от хищников с пастбищным типом питания?

3. В чем заключается условность разделения детритофагов и редуцентов, детритофагов и хищников?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/17_19657_funktsionalnie-bloki-ekosistemi.html

Функциональные блоки организмов в экосистеме: продуценты, консументы и редуценты

Функциональные блоки экосистемы

В каждой экосистемеможно выделить функциональные блоки,которые параллельно отражают трофическуюструктуру экосистемы. Это: продуценты,консументы и редуценты.

Продуценты –это автотрофные организмы, синтезирующиеорганические вещества из неорганическогоуглерода, используя фотосинтез илихемосинтез (растения и цианобактерии– фотоавтотрофы, осуществляющиефотосинтез из углекислого газа и водыс выделением кислорода при использованиисолнечной энергии и автотрофные бактерии– хемоавтотрофы, использующие длясинтеза органических соединенийхимическую энергию окисления неорганическихсоединений).

Консументы –это организмы, которые используютготовое органическое вещество в живомили мертвом состоянии. Внутри консументовможно выделить следующие функциональныегруппы:

-фитофаги –растительноядные организмы. От насекомых,до крупных млекопитающих – лосей,слонов, жирафов;

-зоофаги –хищники. От крупных (лев, тигр, волк), домелких (овод, слепень, комариха);

-паразиты –организмы, длительное время живущиевнутри или на теле другого организма –хозяина, и питающиеся за его счет;

-симбиотрофы –микроорганизмы (грибы, бактерии,простейшие), связанные отношениямивзаимовыгодного сотрудничества срастениями или

животными. Онипитаются прижизненными выделениямиили продуктами пищеварения, получениюкоторых способствуют;

-детритофаги –животные, питающиеся детритом (мертвымитканями животных или растений илиэкскрементами).

Редуценты(деструкторы) – гетеротрофныеорганизмы, как правило, бактерии и грибы,питающиеся органическими остатками иразлагающие их до минеральных веществ.Благодаря редуцентам в атмосферувозвращается большая часть углекислогогаза, потребленного в процессе фотосинтеза,а также образуется метан при анаэробномразложении органического вещества вусловиях повышенной влажности.

Свет – одноиз главных условий существования жизнина нашей планете. Свет это источник дляфотосинтеза растений и возможность дляобогрева у животных. Вся солнечнаяэнергия, приходящая на Землю может бытьподразделена на видимые лучи (около50%), теплые инфракрасные лучи (50%) иультрафиолетовые лучи (около 1%). Видимыелучи имеют разную длину волн и окраску.

Животные такжехорошо различают лучи разной окраски.Интенсивность освещения влияет насуточную активность животных. Поотношению к этому свойству света всехживотных можно подразделитьна: сумеречных (майский хрущ,бражник, еж), ночных и дневных.

Длинный деньстимулирует развитие растений умеренныхширот. Они называются длиннодневными.Это: рожь, пшеница, клевер, тысячелистник,поповник, ирис, фиалка, незабудка.

Растения из южныхрайонов, развитие которых нормальнопротекает при коротком дне,называют короткодневными. Это:гречиха, подсолнечник, астры, георгины,конопля.

Температура.Всех живых можно подразделить напойкилотермных (холоднокровных) игомойотермных (теплокровных). Пойкилотермныеорганизмы – это организмы с непостояннойвнутренней температурой тела, меняющейсяв зависимости от температуры внешнейсреды (микроорганизмы, растения,беспозвоночные и низшие позвоночныеживотные).

Температура их тела чуть вышетемпературы окружающей среды, или равнаей. Гомойотермные организмы – этоорганизмы, способные поддерживатьвнутреннюю температуру тела наотносительно постоянном уровне независимоот температуры окружающей среды (птицы,млекопитающие).

По отношению к температуре,как экологическому фактору все организмыделятся на теплолюбивых (термофилов)и холодолюбивых (криофилов). 

По отношению кфактору влажности животных можноподразделить на: гигрофильных(влаголюбивых); мезофильных (предпочитающихумеренное увлажнение) и ксерофильных(сухолюбивых).

 В качествеадаптаций животных к засушливым условиямпроживания следует отметить: наличиеволосков и щетинок; способность выделятьметаболическую воду, образовавшуюсяза счет диссимиляции жиров; запасаниев тканях и полостях большого количестваводы; способность впадать в спячку и всостояние оцепенения; миграции; зарываниев подстилку; норный образ жизни;подсушивание яиц, и т.п.

По отношению кфактору влажности растения подразделяютна: гигрофиты, гидрофиты, мезофиты,ксерофиты. Последние делятся насуккуленты и склерофиты.

Гигрофиты –земноводные растения сильно увлажненныхместообитаний. Обитатели болот,заболоченных луговин, речных пойм ит.п. У растений обычно развиваютсядостаточно крупные листья с устьицамирасположенными с двух сторон.

Гидрофиты –растения водоемов, полностью либочастично погруженные в воду. У этихрастений устьица, обычно находятся наверхнем эпидермисе.

Мезофиты –растения умеренно увлажненныхместообитаний.

Ксерофиты –растения, обитающие в засушливыхместообитаниях. Склерофиты –это виды с жесткими сухими побегами ихорошо развитой корневой системой.

Суккуленты –это виды, обладающие способностьюнакапливать влагу в стеблях, листьяхили их метаморфозах.

БИЛЕТ № 9

Источник: https://studfile.net/preview/6878276/page:10/

Функциональные блоки экосистемы – Экология

Функциональные блоки экосистемы

Несмотря на то, что в составе экосистемы могут быть тысячи видов, по функциональной роли эти виды можно объединить в ограниченное число функциональных типов – продуцентов, консументов и редуцентов, которые различал еще АЛавуазье (без использования этих терминов). Эти типы хрестоматийны и потому ограничимся их краткой характеристикой.

Продуценты – это автотрофы, т.е. организмы, синтезирующие органические вещества из неорганического углерода.

Продуценты‑фотоавтотрофы – растения. Кроме того, в океане важную роль также играют цианобактерии. Фотоавтотрофы осуществляют фотосинтез из углекислого газа и воды с выделением кислорода, используя солнечную энергию.

В состав этой разнообразной группы организмов входят гиганты, подобные секвойе и эвкалипту, и микроскопические планктонные водоросли, являющиеся основными продуцентами водных экосистем. Цианобактерии способны, кроме того, фиксировать атмосферный азот.

Существуют и продуценты‑фотоавтотрофы, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода (пурпурные бактерии), однако их общий вклад в биологическую продукцию экосистемы невелик.

Продуценты–хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии, бактерии‑нитрификаторы и др.) для синтеза органических веществ используют химическую энергию окисления неорганических соединений.

Эти организмы являются продуцентами экосистем в гидротермальных оазисах, образующихся в так называемыхрифтовых зонах океана – областях разлома земной коры, из трещин, образующихся между плитами, выделяется сероводород, и в экосистемах подземных вод.

Они играют важную роль в биогеохимическом преобразовании земной коры (обитают в подземных водах на глубине до 3‑5 км). К этой же группе относятся почвенные бактерии‑нитрификаторы, которые окисляют аммоний и нитриты.

Консументы это организмы, которые используют готовое органическое вещество в живом или мертвом состоянии. Этот блок включает следующие функциональные группы.

Фитофаги растительноядные организмы.

Эта разнообразная группа в наземных экосистемах включает самые разные таксоны – от насекомых (например, термитов, которые являются основными фитофагами в тропических лесах) до крупных млекопитающих, подобных лосю, жирафу и слону. В водных экосистемах основными фитофагами являются мелкие организмы зоопланктона (так называемый растительноядный планктон).

Зоофаги хищники. Как и фитофаги, зоофаги варьируются от крупных (лев, волк) до микроскопических (рачки зоопланктона). Хищники разделяются на типичных хищников, которые убивают жертву (например, волк или сокол), и хищников с пастбищным типом питания, которые, не убивая жертву, используют ее длительное время (например, оводы, слепни).

Паразиты – организмы, длительное время живущие внутри или на теле другого организма – хозяина и питающиеся за его счет (см. 8.5).

Симбиотрофы – микроорганизмы (грибы, бактерии, одноклеточные простейшие), которые связаны отношениями взаимовыгодного сотрудничества с растениями или животными (грибы микоризы, клубеньковые бактерии бобовых, бактерии и простейшие (амебы) пищеварительного тракта млекопитающих, включая человека). Они питаются прижизненными выделениями организмов (у растений) или участвуют в пищеварении (у животных).

Детритофаги – это животные, питающиеся детритом (мертвыми тканями растений и животных или экскрементами). Разнообразие этих организмов было рассмотрено в разделе 8.7.

Редуценты (деструкторы) – это бактерии и грибы, которые в ходе жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества, обеспечивая возвращение содержащихся в них элементов в почвенный раствор или в воду (в водных экосистемах), откуда они повторно потребляются растениями. Благодаря редуцентам в атмосферу возвращается большая часть углекислого газа, потребленного в процессе фотосинтеза, а также образуется метан при анаэробном разложении органического вещества в условиях повышенной влажности.

Разделение организмов, питающихся мертвым органическим веществом (сапротрофов), на детритофагов и редуцентов условно.

Так до 40% бактерий водных экосистем, образующих бактериальный планктон, поедается в живом состоянии, т.е. являются не редуцентами, а детритофагами.

Они не поставляют ресурсы для растений, а сами являются пищевым ресурсом для консументов следующего трофического уровня (т.е. с них начинаются детритные пищевые цепи).

Животные‑детритофаги, размельчая органические остатки, облегчают «работу» редуцентов и тем самым участвуют в процессе разложения органического вещества. Наконец, любой детритофаг является еще и «хищником», поскольку, по словам М. Бигона, “питается сухим печеньем, намазанным арахисовым маслом» (потребляет мертвое органическое вещество вместе с поселившимися на нем живыми бактериями).

Классификация экосистем

При широком объеме понятия «экосистема» оно становится родовым, в рамках которого устанавливается несколько видов (типов) экосистем, различающихся по источнику энергии и функциональной структуре, а также по вкладу в их организацию человека (табл. 9).

Таблица 9 Классификация экосистем

По типу обеспечения энергией и источнику углерода экосистемы разделяются на автотрофные и гетеротрофные. В состав автотрофных экосистем входят продуценты, которые обеспечивают веществом и энергией гетеротрофную биоту экосистемы. В составе гетеротрофных экосистем продуцентов нет, или они играют незначительную роль, и органические вещества поступают в них извне.

Таким образом, существование гетеротрофных экосистем всегда зависит от деятельности автотрофных экосистем, так как иного органического вещества, кроме как произведенного организмами автотрофных экосистем, быть не может.

Это органическое вещество может быть детритом, представляющим биологическую продукцию не только современных экосистем, но и экосистем, которые существовали в далеком прошлом (уголь, нефть, газ).

Впрочем, это разделение довольно условно. Существуют автотрофно‑гетеротрофные экосистемы.

В этих экосистемах, наряду с солнечной энергией и неорганическим углеродом, используемыми продуцентами, значительную роль играет энергия, фиксированная в «готовом» органическом веществе, поступающем извне (например экосистемы небольших лесных озер, в которые падают листья и другой лесной детрит; озера, в которые поступают органические вещества со стоками).

Разделение экосистем на естественные и искусственные (антропогенные), создаваемые человеком, также относительно.

Например интенсивно используемое пастбище является одновременно естественным и искусственным: устойчивые к выпасу виды отобрались из естественной луговой или степной экосистемы, но под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Человек влияет даже на заповедные экосистемы, получающие свою долю кислотных дождей и других загрязняющих веществ, которые переносятся в атмосфере на большие расстояния.

Тем не менее принято считать естественными экосистемами те, в которых вклад естественных факторов, определяющих их состав, выше, чем влияние человека.

Источник: https://student2.ru/ekologiya/2105724-funkcionalnye-bloki-yekosistemy/

Page 3

11 Межвидовые отношения. Взаимополезные.

Симбиоз1 – сожительство (от.греч.сим – вместе, биос – жизнь) – форма взаимоотношения, из которых оба партнера или хотя бы один извлекают пользу.

Симбиоз подразделяется на мутуализм, протокооперацию и комменсализм.

Мутуализм2 – форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.

Типичный пример мутуализма – отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы.

Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших – симбионтов – термиты погибают от голода.

Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.

Протокооперация3 – форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. В этих случаях отсутствует связь именно этой, конкретной пары партнеров.

Примером протокооперации являются взаимоотношения мелких рыбок семейства губановых и крупных хищных мурен.

Среди губановых имеются так называемые рыбы-чистильщики, освобождающие крупных рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полостях.

Крупные хищники, в том числе мурены, страдающие от паразитов, приплывают в места обитания губанов и дают им возможность уничтожать паразитов даже у себя во рту, хотя могли бы с легкостью их проглотить.

Комменсализм – форма симбиоза, при которой один из сожительствующих видов получает какую-либо пользу, не принося другому виду ни вреда, ни пользы.

Комменсализм, в свою очередь, подразделяется на квартиранство, сотрапезничество, нахлебничество.

“Квартиранство”4 – форма комменсализма, при которой один вид использует другой (его тело или его жилище) в качестве убежища или своего жилья. Особую важность приобретает использование надежных убежищ для сохранения икры или молоди.

Пресноводный горчак откладывает икру в мантийную полость двухстворчатых моллюсков – беззубок. Отложенные икринки развиваются в идеальных условиях снабжения чистой водой.

“Сотрапезничество”5 – форма комменсализма, при которой несколько видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса.

“Нахлебничество”6 – форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого.

Примером перехода нахлебничества в более тесные отношения между видами служат взаимоотношения рыбы-прилипалы, обитающей в тропических и субтропических морях, с акулами и китообразными.

Передний спинной плавник прилипалы преобразовался в присоску, с помощью которой та прочно удерживается на поверхности тела крупной рыбы.

Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении их передвижения и расселения.

Влажность как экологический фактор 

Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Поделитесь с Вашими друзьями:

Источник: http://genew.ru/svet-kak-ekologicheskij-faktor.html?page=12

Функциональные блоки сообщества. Энергетические связи и трофические

Функциональные блоки экосистемы

Функционирование сообщества (или экосистемы) — это совокупность процессов, обеспечивающих его самовоспроизведение, самоорганизацию и саморегуляцию, включая перенос и преобразование вещества, энергии и информации. В основе этого процесса всегда лежит приток энергии извне. В подавляющем большинстве случаев это энергия солнечного излучения.

Иногда сообщество использует энергию, поступающую из других экосистем либо энергию химических связей ранее накопленных неорганических веществ. Всё это, так же как и значительное биохимической сходство всех живых существ, выражено в общности функционального устройства сообществ и экосистем. Каждое из них включает постоянный набор определенных функциональных блоков.

Без какого-либо блока (когда он уничтожен, например, разбушевавшейся стихией или человеком) функциональное единство экосистемы нарушиться, и дальнейшее ее существование может оказаться под угрозой. В основе каждого сообщества лежит блок продуцентов (рис.

23), включающий преобразователей солнечной энергии или энергии химических связей неорганических веществ в энергию органических связей. Естественно, его роль в экологических системах настоящего и прошлого крайне значима. Несомненно, что она будет очень большой и в будущем.

Сейчас господствующей группой продуцентов в наземных и пресноводных экосистемах являются высшие (сосудистые) растения, в морских экосистемах — это настоящие водоросли (зеленые, красные и бурые), в некоторых биоценозах эту функцию выполняют прокариоты, в частности цианобактерии (синезеленые водоросли).

Основной путь фиксации солнечной энергии — это создание органической массы в результате фотосинтеза и последующих процессов. Роль продуцентов крайне велика и в процессе круговорота веществ. Кроме фиксации энергии при формировании биомассы происходит накопление органики, состоящей в первую очередь из углерода, водорода, кислорода и азота.

Часть кислорода при наиболее широко распространенном типе фотосинтеза выделяется в атмосферу. Это означает, что почти весь кислород в современной атмосфере является биогенным, т. е. связанным по происхождению с живыми существами.

Растения также накапливают и фиксируют в той или иной форме и другие химические элементы: почти во всех случаях — натрий, калий, кальций, магний, железо, медь, часто и в меньших количествах — стронций, литий, бор и другие элементы. Еще один блок — это консументы.

Экологическая роль консументов состоит в переработке биомассы, накопленной продуцентами, и создании новой, дополнительной биомассы. За счет продуцентов они увеличивают свою биомассу, тратя, естественно, часто энергии на обеспечение своей жизнедеятельности, в частности выделяя ее в той или иной форме в окружающую среду.

Фактически они перераспределяют вещество и энергию во времени и пространстве. Консументы не только используют биомассу предшественников для увеличения своей, но нередко просто разрушают ее, облегчая жизнь редуцентам. Рис. 23. Основные связи между функциональными блоками экосистемы (по Лархеру, 1978 с изм.): 1 — поедание животными и паразитизм; 2 — органические выделения животных и микроорганизмов; 3 — трупы животных и отмершие организмы; 4 — опад продуцентов; 5 — разложение органических веществ; 6 — органические выделения растений; 7 — потеря органического вещества экосистемой

К консументам принадлежит большинство животных, а также некоторые грибы, растения и прокариоты.

Среди них выделяют консументов первого порядка, использующих в пищу продуцентов, и консументов второго порядка, потребляющих первых. Консументов первого порядка чаще всего называют
фитофагами, т. е. поедающими растения, а консументов второго порядка—хищниками (если они полностью уничтожают жертву) или паразитами (если они используют ее ресурсы постепенно, не доводя жертву сразу до гибели). Собственно хишрики отличаются активным поведением и более или менее осмысленным освоением пространства, нацеленным на эффективное использование разреженной популяции жертвы. Ясно, что среди консументов второго порядка взаимоотношения могут быть очень сложными. Иногда также говорят и о консументах третьего и более высоких порядков. Биомасса и продукция фитофагов в большинстве экосистем существенно меньше, чем у продуцентов. А численность и биомасса консументов второго порядка еше меньше (примерно на порядок), чем у фитофагов. Фитофагов иногда можно уподобить хищникам (если они поедают растения целиком, например их семена и проростки), чаще же — при объедании их отдельных частей — это подобие паразитов. Во многих случаях консументы-фитофаги, объедая растения, увеличивают скорость их роста, в том числе за счет активизации фотосинтеза, либо из-за стимуляции покоящихся почек возобновления. Некоторые растения своеобразно защищаются от выедания копытными — нижняя часть их дернины попросту малосъедобна и малопитательна. Растительноядные животные уничтожают до 2—10 % чистой продукции лесных экосистем. В травянистых экосистемах эта доля может быть значительно выше — до 30—60, иногда даже до 90 % Иногда явно сказывается и косвенное воздействие фитофагов на блок продуцентов. Яркий пример такого влияния — вытаптывание травостоя при перевыпасе копытных. Воздействие фитофагов очень часто избирательно. Некоторые из них питаются исключительно одним видом растений либо представителями одного семейства. Очень немногие фитофаги используют в пищу все доступные группы покрытосеменных. Часто это приводит к тому, что фитофаг значительно влияет на состояние популяции предпочитаемого растения. Известный пример — занесенный в Северную Америку зверобой продырявленный стал сорняком. Потребовался специальный завоз жука-листоеда, поедающего именно этот вид, для того, чтобы плотность его популяций стала низкой. Это позволило сохранить высокое видовое разнообразие местных растений. Редуценты — это еще один важнейший функциональный блок биогеоценоза, включающий в свой состав живые организмы (см. рис. 23). Роль этого блока состоит в переработке той массы мертвых тел всех погибших организмов, а также отходов их жизнедеятельности, которая постоянно накапливается в экосистеме. Деятельность редуцентов тесно связана с такими блоками экосистемы, как опад и почвы. Без него ни одно сообщество не могло бы функционировать. В разной обстановке он включает различные группы живых организмов, соотношения между которыми часто выявить сложно. В наземных экосистемах редуценты в основном сосредоточены в постилке и в верхней толще почвы, т. е. там где накапливаются продукты жизнедеятельности продуцентов и консументов (опад). Особенно типичны редуценты среди прокариот, простейших, грибов (особенно пеницилловых и мукоровых), круглых и кольчатых червей, многоножек, клещей и насекомых. Еще Ч. Дарвин в 1888 г. оценил роль дождевых червей в создании почвенного покрова на пастбище: по его данным, эти черви за 30 лет создали новый слой в 18 см толщиной. Каждый год дождевые черви оставляли на 1 га 50 т экскрементов. Во многих экосистемах велика роль копрофагов и некрофагов. Первые используют в пищу экскременты других животных, а вторые — их трупы. В Австралии после завоза из Европы рогатого скота на пастбищах начали образовываться целые залежи навоза, так как в местной фауне не было насекомых, которые были бы способны его перерабатывать. Пришлось проводить специальные исследования и завозить жуков-навозников из Африки. Интересно, что многие животные, не будучи копрофагами, часто поедают свои собственные экскременты. Показано, что в этом случае, например, многоножки заметно лучше растут. В результате жизнедеятельности продуцентов, консументов и редуцентов формируется опад, который последние перерабатывают. Опад включает все накапливающееся и разрушающееся мертвое органическое вещество. Часто этот компонент экосистем принимает участие в обеспечении «памятных» функций, так как разложение опада может идти очень медленно. Реально это означает, что потоки энергии в сообществах разделены на пастбищную (рис. 24) и детритную части (рис. 25). В первом случае происходит прямое потребление живых растений, во втором — цепь переработки начинается с накопленного мертвого вещества (опада). Рис. 24. Пастбищая цепь в океанической экосистеме (по Зенкевичу, 1948 с упрощением) Наличие четырех взаимосвязанных блоков: продуцент — консумент первого порядка — консумент второго порядка — редуцент прослеживается всегда. Именно эту функциональную епочку имеют в виду, говоря о пищевых (трофических) цепях в экосистеме (см. рис. 23—25). Организмы, находящиеся на равном удалении от начала трофической цепи, относят к одному трофическому уровню. Однако разные стадии развития и даже особи одного и того же вида могут принадлежать к различным трофическим уровням. Рис. 25. Детритная цепь в мангровой экосистеме (по W. Odum из Ю. Одума, 1986 с изм.) Взаимоотношения между разными блоками экосистемы в общем виде могут быть продемонстрированы в виде экологических (или трофических) пирамид. Выделяют три основных типа таких схем: пирамида биомасс, также показывающая соответствующие отношения (рис. 26, центр); пирамида продукции, или энергии, демонстрирующая величину потока энергии (рис. 26, низ). Так как при переходе от одного уровня к другому часть энергии теряется, переходя в тепло, энергетическая пирамида всегда сужена к верхним трофическим уровням. Остальные два типа пирамид могут быть расширены в любой части. Рис. 26. Пирамиды численности, биомассы и продукции для различных экосистем (по Ю. Одуму и другим источникам) Из-за присутствия редуцентов и рядов консументов трофические цепи включают более трех звеньев, обычно не менее пяти. Дополнительную сложность в их устройство вносит обязательное присутствие паразитов и сверхпаразитов (т. е. паразитов паразитов). Реальные связи между отдельными видами очень сложны и редко когда могут быть представлены в виде упорядоченных цепей без каких-либо разветвлений и пересечений Поэтому лучше говорить о трофических сетях (рис. 27). На более высоких трофических уровнях разнообразие видов и их биомасса меньше. Именно поэтому изъятие из экосистемы их представителей (например, консументов второго или третьего порядков, в первую очередь хищников) может привести к существенным изменениям сообщества, в том числе к резким перестройкам в соотношении разных групп продуцентов и консументов первого порядка. Каждая экосистема включает также другие блоки, в состав которых живые организмы не входят, но их влияние может быть весьма существенным. К числу таковых относятся биокосные тела. Они образуется благодаря взаимодействию живого вещества и неорганических блоков. К числу типичных биокосных тел принадлежат почвы наземных экосистем и илыводоемов. В почвах (в их верхних горизонтах — особенно в так называемом горизонте A) накапливаются органические вещества, ниже — продукты их дальнейшего разложения до неорганических составляющих (горизонт B) (рис. 28). Фактически, будучи тесно связанными по происхождению с биоценозом, почвы отражают историю смены экосистем на каждом конкретном участке. Их роль в функционировании экосистем также велика: во-первых, они являются средой обитания многообразных живых существ — от одноклеточных до довольно крупных многоклеточных (например, кротов), многие из которых принимают активное участие в разложении опада, во-вторых, в них сохраняются покоящиеся стадии разных групп живых существ (семена растений, яйца животных, споры простейших и т. д.), а в-третьих, через почвы идет поток необходимых для жизнедеятельности растений веществ. Это в значительной степени обусловливает то, что биокосные тела выполняют функции памяти экосистем. Подстилающие горные породы — это та геологическая основа, тот фундамент, на котором «держится» экосистема. В состав экосистем включают только самый верхний (до нескольких метров) слой горных пород. Вода является не менее важным компонентом каждой экосистемы. Для водоемов эта роль не требует пояснений. Но роль воды не менее существенна и на суше. Здесь вода (если даже не принимать во внимание то, что существование практически всех наземных видов без воды невозможно) также обеспечивает значительную часть переноса вещества и энергии. Перемещение воды вместе с растворенными в ней веществами во многом обеспечивает связь как между соседними, так и удаленными экосистемами. В приполярных, а также в некоторых горных районах, существенную роль в функционировании экосистем играет лед. Особенно важна так называемая многолетняя (вечная) мерзлота — ледяные прослойки в почве и подстилающих горных породах. Она ограничивает возможности развития экосистем и препятствует стоку жидкой воды, часто приводя к заболачиванию. Рис. 28. Профили трех широко распространенных в России почв: A и B — основные горизонты

Еще один важнейший блок наземных экосистем — воздух, в том числе содержащийся в каких-либо внутренних полостях (например почвенных). Основная его функция — постоянный приток и обмен газов, с которыми связана жизнедеятельность живых существ (в первую очередь, кислорода). Кроме того, перемещение воздушных масс может вызвать, например, ветровую эрозию. 

Источник: Сергеев М. Г.. Основы экологии: Учеб. пособие. 2005

Источник: https://myzooplanet.ru/osnovyi-ekologii_909/funktsionalnyie-bloki-soobschestva-18535.html

11В) Основные блоки экосистем и их взаимодействие. Различия м/у понятиями экосистема и биогеоценоз

Функциональные блоки экосистемы

4в)Понятие экосистема, биоценоз, сообщество,популяция.

Терминэкосистема ввел Тенсли. Под экосистемойпонимается любая система, состоящая изживых существ и среды их обитания,объединенных в единое функциональноецелое. Основное свой-воэкосистем– способность осуществлять круговоротвеществ, противостоять внешнимвоздействиям, производить биологическуюпродукцию.

Выделяют микроэкосистемы(небольшой водоем, ствол дерева в стадииразложения, аквариум, лужица, пока онисущ. и в них присутствуют живые организмы,способные осущ. круговорот в-в.);мезоэкосистемы(лес, пруд, река); макроэкосистемы(океан, континент, природная зона) иглобальнаяэкосистема – биосфера в целом.

Экосистемывключают 2 блока:1-ый состоит из взаимосвязаных организмовразных видов, он назыв. биоценоз(К. Мебиус), 2-й блок составляет средаобитания – биотопили экотоп. Каждый биоценоз состоит из множествавидов, но виды входят в него не отдельнымиособями, а популяциями.

Популяция–это самовоспроизводящаяся частьособей одного вида в той или иной степениобособленных от особей того же вида; -это совокупность всех живых организмовобитающих на одной территории; -этоотносительно обособленная часть вида(состоит из особей одного вида), занимающаяопределенное пространство и способнаяк саморегулированию и поддержаниюоптимальной численности особей, (живущейна определенной территории (ареале)).Ареал– это место обитания вида. Ареалподразделяется на популяцию. Сообщество– это сообщество растений, живыхорганизмов. Под экосистемойпонимается любая система, состоящая изживых существ и среды их обитания,объединенных в единое функциональноецелое. Основное свой-воэкосистем– способность осуществлять круговоротвеществ, противостоять внешнимвоздействиям, производить биологическуюпродукцию. Универсальноесво-во экосистем–их эмерджентность,заключающееся в том, что сво-ва системыкак целого не являются просто суммойсво-в слагающих ее частей или элементов.Энергетические процессы в экосистемах Любаяэкосистема потребляет энергию. Энергияникуда не может деться, может толькоперейти в другую энергию. И частьрассеивается. Мерой необратимогорассеивания энергии является энтропия.Противоположное энтропии называетсянегэнтропия- это мера устойчивостисистемы.

Экосистемывключают 2 блока:1-ый состоит из взаимосвязаных организмовразных видов, он назыв. биоценоз (К.Мебиус), 2-й блок составляет среда обитания– биотопили экотоп. Каждый биоценоз состоит из множествавидов, но виды входят в него не отдельнымиособями, а популяциями.

Популяция–это самовоспроизводящаяся частьособей одного вида в той или иной степениобособленных от особей того же вида; -это совокупность всех живых организмовобитающих на одной территории; -этоотносительно обособленная часть вида(состоит из особей одного вида), занимающаяопределенное пространство и способнаяк саморегулированию и поддержаниюоптимальной численности особей, (живущейна определенной территории (ареале)).Ареал– это место обитания вида. Ареалподразделяется на популяцию. Подэкосистемойпонимается любая система, состоящая изживых существ и среды их обитания,объединенных в единое функциональноецелое. Основное свой-воэкосистем– способность осуществлять круговоротвеществ, противостоять внешнимвоздействиям, производить биологическуюпродукцию.

Биогеоценоз-по Сукачеву, включает все блоки и звенья. Это понятие используют к сухопутнымсистемам. В биогеоценозах обязательноесть наличие в качестве основного звенарачстительного сообщества. Примерыбиогеоценозов- луга, степи, болота, участки леса. Каждый биогеоценоз мсожетбыть назван экосистемой, но не каждаяэкосистема относится к рангу биогеоценоза.

3В) Экология как системная наука. Основные виды систем и их сво-ва

Терминэкосистема ввел Тенсли. Под экосистемойпонимается любая система, состоящая изживых существ и среды их обитания,объединенных в единое функциональноецелое. Основное свой-воэкосистем– способность осуществлять круговоротвеществ, противостоять внешнимвоздействиям, производить биологическуюпродукцию.

Выделяют микроэкосистемы(небольшой водоем, ствол дерева в стадииразложения, аквариум, лужица, пока онисущ. и в них присутствуют живые организмы,способные осущ. круговорот в-в.);мезоэкосистемы(лес, пруд, река); макроэкосистемы(океан, континент, природная зона) иглобальнаяэкосистема – биосфера в целом.

Системностьэкологии:различают3 вида систем:1) изолированные,которые не обмениваются с соседними нивеществом, ни энергией, 2) закрытые,которые обмениваются с соседнимиэнергией, но не веществом и 3) открытые,которые обмениваются с соседними ивеществом, и энергией.

Практическивсе природные системы относятся к типуоткрытые. Существование систем немыслимо безсвязей.Связиделят на прямыеи обратные.Прямая-этосвязь при которой один элемент (А)действует на другой (В) без ответнойреакции. Пример:действие солнца на земные процессы.

Обратнаясвязь – связи элемента В отвечает надействие элемента А. Обратнаясвязьбывает положительнаяи отрицательная.Положительнаяобратная связьведет к усилениюпроцессав одном направлении. Пример ее –заболачивание территории после вырубкилеса.

Отрицательнаяобратная связь– когда обратное действие стремитсяпогасить первое. Такая связь позволяетсохраняться системе в состоянииустойчивого динамического равновесия.Пример такой связи – взаимоотношением/у хищником и жертвой.

Универсальноесво-во экосистем–их эмерджентность,заключающееся в том, что сво-ва системыкак целого не являются просто суммойсво-в слагающих ее частей илиэлементов.

Энергетическиепроцессы в экосистемах Любаяэкосистема потребляет энергию. Энергияникуда не может деться, может толькоперейти в другую энергию. И частьрассеивается. Мерой необратимогорассеивания энергии является энтропия.

Противоположное энтропии называетсянегэнтропия- это мера устойчивостисистемы.

Источник: https://studfile.net/preview/6155764/

Book for ucheba
Добавить комментарий