IV. 1. Организация (структура) экосистем

Структура и организация экосистемы

IV. 1. Организация (структура) экосистем

Экосистема (биогеоценоз) – совокупность разных организмов и неживых компонентов среды, тесно связанных между собой потоками вещества и энергии.

Главным предметом исследования при экосистемном подходе в экологии становятся процессы трансформации вещества и энергии между биотопом и биоценозом, то есть возникающий биогеохимический круговорот веществ в экосистеме в целом.

К экосистемам можно отнести биотические сообщества любого масштаба со средой их обитания (например, от лужи до мирового океана, от гнилого пня до обширного лесного массива тайги).

В связи с этим выделяют уровни экосистем

Уровни экосистем:

1. микроэкосистемы (трухлявый пень с насекомыми, микроорганизмами и грибами, обитающими в нём; цветочный горшок);

2. мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);

3. макроэкосистемы (континент, океан);

4. глобальная экосистема (биосфера Земли).

Экосистема – целостная система, в состав которой входят биотические компоненты и абиотические. Они взаимодействуют между собой. Все экосистемы являются открытыми системами и функционируют, потребляя солнечную энергию.

Абиотические компоненты включают неорганические вещества, которые включаются в круговороты, органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую часть: воздушную, водную, субстратную среду.

Биотические компоненты экосистемы имеют видовую, пространственную и трофическую структуру.

Пространственная структура экосистемы проявляется в ярусности: автотрофные процессы наиболее активно протекают в верхнем ярусе – «зеленом поясе», где доступен солнечный свет. Гетеротрофные процессы наиболее интенсивны для нижнего яруса. – «коричневого пояса». Здесь в почвах и осадках накапливаются органические вещества.

Трофическая структура экосистемы представлена продуцентами – производителями органического вещества и консументами – потребителями органического вещества, а также редуцентами – разрушающими органические соединения до неорганических.

Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части: запасы биогенных элементов, продуценты, консументы и редуценты. Продуценты – автотрофы, консументы – геторотрофы.

Гетеротрофы делятся на фаготрофы (питаются другими организмами) и сапрофиты, деструкторы (бактерии и грибы, разлагающие мертвые ткани).

В любой экосистеме происходит взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонентов в процессе круговорота веществ. Вещество и энергия на каждом этапе трофической цепи теряется до 90%, только 10 % переходит к очередному потребителю (правило 10 процентов). Скорость создания органического вещества в экосистемах – биологическая продукция, зависит от энергии Солнца.

Биологическая продукция экосистем – это скорость создания в них биомассы. Продукция растений первичная, животных – вторичная. В любом биоценозе продукция каждого трофического уровня меньше предыдущего в 10 раз. Биомасса растений больше биомассы травоядных, масса хищников в 10 раз меньше массы травоядных (правило пирамиды биологической продукции).

В океанах одноклеточные водоросли делятся с большей скоростью и дают высокую продукцию. Но их общее количество меняется мало, потому что с меньшей скоростью их поедают фильтраторы. Водоросли еле успевают размножаться, чтобы выжить. Рыбы, головоногие моллюски, крупные ракообразные растут и размножаются медленнее, но еще медленнее поедаются врагами, поэтому их биомасса накапливается.

Если взвесить все водоросли и всех животных океана, то последние перевесят. Пирамида биомасс в океане оказывается перевернутой. В наземных экосистемах скорость выедания растительного прироста ниже и пирамида биомасс напоминает пирамиду продукции. Наименее продуктивные экосистемы жарких и холодных пустынь и центральных частей океанов. Среднюю продукцию дают леса умеренного пояса, луга и степи.

Самый высокий прирост растительной массы – в тропических лесах, на коралловых рифах в океане.

1. Взаимосвязи в экосистеме

Экологические взаимодействия популяций и отдельных организмов в экосистеме носят вещественно-энергетический и информационный характер. Прежде всего, это трофические (пищевые) взаимодействия, которые приобретают разные формы: травоядность – фитофагия; плотоядность – зоофагия, поедание одними животными других, включая и хищничество.

Популяции травоядных, хищных и всеядных животных являются потребителями органического вещества – консументами, которые могут быть первичными, вторичными, третичными. Растения – продуценты.

Одними из наиболее исследованных экологических связей являются между популяциями хищника и жертвы. Хищничество – это способ добывания пищи и питания животных.

Значение хищников для популяции жертвы положительно, т.к. хищники в первую очередь истребляют больных и слабых особей. Это способствует сохранению видового разнообразия, т.к.

регулирует численность популяций низких трофических уровней.

Симбиоз (мутуализм). Почти все виды деревьев сожительствуют с микрозными грибами. Грибной мицелий оплетает тонкие участки корней, проникает в межклеточное пространство. Масса тончайших грибных нитей выполняет функцию корневых волосков, насасывая питательный почвенный раствор.

Паразитизм– форма взаимоотношений двух организмов, при котором один из партнеров – паразит использует другого – хозяина в качестве среды обитания или источника пищи. Паразитизм известен у всех групп живых существ – от вирусов и бактерий до высших растений и многоклеточных животных.

Конкуренция – еще один вид взаимоотношений. Закономерности конкурентных отношений называются – принцип конкурентного исключения: два вида не могут устойчиво существовать в ограниченном пространстве, если рост численности лимитирован одним жизненно важным ресурсом.

Если совместно живущие виды связаны только через цепь других видов и не взаимодействуют, уживаясь в одном сообществе, то их отношения называют нейтральными. Синицы и мыши в одном лесу нейтральные виды.

протокооперация(содружество)

Комменсализм(один извлекает пользу)

Аменсализм (один вид угнетает рост другого)

1. Энергетические потоки в экосистеме

Природные экосистемы – это открытые системы: они должны получать и отдавать вещества и энергию.

Внутри экосистем происходит непрерывный круговорот вещества и энергии. Стадии этого круговорота обеспечиваются различными группами организмов, выполняющих различные функции:

1. Продуценты (от лат. producentis – производящий, создающий) организмы, образующие органические вещества из неорганических. В первую очередь, это растения, создающие в процессе фотосинтеза из воды и углекислого газа глюкозу, используя энергию солнца.

а) в океане и других водоёмах продуцентами являются микроскопические водоросли

фитопланктон, а также крупные водоросли.

б) на суше – это крупные высшие растения (деревья, кустарники, травы).

2. Консументы(от лат. consume – потребляю) – организмы, живущие за счёт органического вещества, созданного продуцентами. К консументам относят всех животных, поедающих растения и друг друга.

а) консументы I порядка – фитофаги (травоядные животные – копытные, грызуны, некоторые насекомые);

б)консументы II порядка – плотоядные животные (насекомоядные птицы и млекопитающие, амфибии, рыбы);

в)консументы III порядка – крупные хищники (хищные рыбы, птицы, млекопитающие).

3. Редуценты (от лат. reducentis – возвращающий, восстанавливающий) – организмы, получающие энергию путём разложения отмершей органики (детрита), при этом редуценты высвобождают неорганические элементы для питания продуцентов. К ним относят бактерии, грибы.

В результате взаимодействия этих групп организмов происходит круговорот вещества и энергии в экосистеме

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/9_198467_struktura-i-organizatsiya-ekosistemi.html

Конспект

IV. 1. Организация (структура) экосистем

Раздел ОГЭ: 5.2. Экосистемная организация живой природы. Роль производителей, потребителей и разрушителей органических веществ в экосистемах и круговороте веществ в природе. Пищевые связи в экосистеме. Цепи питания. Особенности агроэкосистем

Экосистема (биогеоценоз[1]) — комплекс совместно обитающих видов (биоценоз) во взаимосвязи с участком Земли с более или менее однородной средой обитания (биотопом).

Биогеоценоз представляет собой открытую биологическую систему более высокого уровня организации, чем организменный и популяционно-видовой.

Состоит из отдельных организмов разных видов, связи между которыми и их связи с окружающей средой обеспечивают системе целостность, устойчивость, способность к саморегуляции и самовоспроизведению.

Примеры экосистем: лес, луг, болото.

По функциям, которые они выполняют в экосистеме, организмы объединяют в три группы.

Пищевые связи в экосистеме. Цепи питания

Наиболее важными связями между организмами разных видов в экосистеме являются пищевые или трофические.

Цепь питания (трофическая цепь) — последовательность организмов, извлекающих энергию из исходного пищевого вещества.

Исходное вещество создаётся автотрофом, поэтому цепь, как правило, начинается с зелёного растения, затем идёт травоядный организм, потом хищники первого и последующих порядков (это пастбищная цепь, или цепь выедания). Выделяют также детритные цепи, которые начинаются с отмершей биомассы, и цепи паразитов, начинающиеся с их хозяев: листовой опад —> дождевой червь —> певчий дрозд —> ястреб-перепелятник.

Таким образом, автотрофы представляют первый трофический уровень, травоядные — второй, хищники первого порядка — третий и т. д.

Пищевые цепи биоценоза переплетаются, образуя сеть питания, вследствие того, что каждый вид питается несколькими разными видами других организмов и сам служит пищей для нескольких других видов. Пищевые цепи и сети отражают направления потоков энергии в экосистеме.

Биогеоценоз — открытая биологическая система, поскольку существует в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой.

Поток энергии, поступающей от Солнца, отчасти используется растениями для фотосинтеза органических веществ. Часть энергии веществ растений, съеденных травоядными, используется ими для построения своих органических веществ и т. д.

При этом по правилу экологической пирамиды на следующий трофический уровень переходит не более 10% энергии, заключённой в биомассе предыдущего. Остальная энергия расходуется на движение, рассеивается в виде тепла или просто не усваивается.

Поэтому биомасса продуцентов больше биомассы консументов первого порядка (травоядных), значительно меньше будет биомасса консументов следующих порядков и редуцентов. Из-за потерь энергии цепи не могут быть длиннее 4—6 звеньев.

Превращение энергии из одного вида в другой начинается с превращения световой энергии в энергию химических связей органических веществ растений.

После их съедания часть энергии переходит в органические вещества консументов, а часть, расходуемая на процессы жизнедеятельности, превращается в энергию движения, световую энергию (у светлячков) и т. д.

, часть энергии превращается в тепловую и рассеивается, т. е. действительно наблюдается направленный поток, а не круговорот энергии.

Необходимым условием устойчивости экосистемы является наличие круговорота веществ.

Круговорот веществ в биогеоценозе — циклическое движение вещества, которое может быть использовано многократно. Круговорот происходит благодаря пищевым цепям за счёт притока энергии в экосистему.

Наличие популяций всех трёх функциональных групп организмов обычно обеспечивает замкнутый круговорот химических элементов в экосистеме.

Если часть веществ не будет возвращаться в природу в виде соединений, доступных для усвоения продуцентами, круговорот не будет замкнут. Тогда станет меньше продуцентов, а вслед за ними и остальных групп организмов; система выйдет из равновесия.

Замкнутый круговорот углерода характерен для экосистемы леса.

В болоте круговорот открытый, поскольку часть углерода в составе неразложившейся биомассы растений откладывается в виде торфа. В море часть углерода в составе раковин откладывается на дне, формируя мел и известняк.

В круговороте азота, необходимого для синтеза многих органических веществ (см. табл. 2 и 3, разд. 2.1), важнейшую роль играют азотфиксирующие почвенные и клубеньковые бактерии, аммонифицирующие и нитрифицирующие почвенные бактерии (см. хемосинтез, разд. 2.1).

Экосистема остаётся устойчивой, т. е. сохраняет относительное постоянство своего состава (видовое разнообразие и численность популяций) в меняющихся условиях среды за счёт ряда механизмов саморегуляции.

Внутрипопуляционные механизмы регуляции численности связаны со снижением рождаемости или проявлением миграционного инстинкта при перенаселении.

Между численностью популяций видов, связанных пищевой цепью, наблюдаются положительные и отрицательные обратные связи (например, согласованные колебания численности хищников и жертв).

Дополнительная устойчивость обеспечивается разветвлённостью пищевой сети. Наличие большого разнообразия видов (биоразнообразия) в экосистеме гарантирует, в случае если численность какого-либо вида резко сократилась, возможность для верхних звеньев цепи перехода на питание другими видами.

Устойчивое сообщество, способное к неограниченно долгому существованию в условиях определённого климата, называют климаксным.

Для разных условий характерно формирование разных устойчивых сообществ, характеризующихся определённым составом организмов. Различные экосистемы складываются в водоёмах (пресных и солёных).

На суше биоценозы формируются в основном в соответствии с климатическими поясами. Огромное значение имеет режим влажности.

Формирование климаксного сообщества происходит в несколько стадий в результате саморазвития экосистемы. Последовательная смена одних биоценозов другими на определённом участке Земли называется сукцессией.

Например, на скальной породе поселяются лишайники —> при их отмирании формируется почва, поселяются травянистые растения -* формируется луговой биогеоценоз, затем кустарниковый, в тени кустов и лиственных деревьев может вырасти ель, выросшие ели затенят и вытеснят лиственные деревья. Другим примером сукцессии может служить зарастание водоёмов.

Агроэкосистема (агроценоз) — искусственный биогеоценоз, возникающий в результате сельскохозяйственной деятельности человека (сад, поле).

Черты агроценоза:

  • маленькое разнообразие видов;
  • незамкнутый круговорот веществ (часть элементов удаляется с урожаем);
  • использование помимо энергии Солнца энергии человека;
  • наличие искусственного отбора, направленного на создание более продуктивных организмов;
  • регуляция численности видов человеком, а не саморегуляция;
  • неустойчивость.

Для поддержания агроценозов постоянно требуется вмешательство человека: внесение удобрений, борьба с вредными насекомыми и т. д.

———————
[1] Биогеоценозом правильнее называть экосистему, сложившуюся в наземно-воздушной среде (ge — Земля). роль в формировании биогеоценоза принадлежит растениям, поэтому его границы определены растительным сообществом. К биоценозам можно отнести сообщество организмов гнилого пня или лужи, а также крупные сообщества степи или кораллового рифа.

Это конспект для 6-9 классов по теме «Экосистемная организация живой природы». Выберите дальнейшие действия:

Источник: https://uchitel.pro/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F/

Билет № 4. экосистемы, их структура и организация

IV. 1. Организация (структура) экосистем

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Экосистемы, их структура и организация. Биосфера, ноосфера.

Экосистема:

Воздушная – атмосфера – самая легкая, состоит из газов, важнейший из которых – кислород – 21%, а также углекислого газа – 0,03%, азота – 78% и инертных газов – 0,97%. На высоте 20-25 км находится тонкий слой озона, защищающий землю от вредных лучей.

Через воздух проходит важнейшая для нас солнечная энергия, которая преобразуется растениями в питательные вещества. Земной шар на 71% покрыт водой. Вода также содержится в воздухе и в недрах земного шара.

Для нас важна питьевая вода, которая составляет лишь 1% от всей воды на Земле, причем 85% ее запасов находится в ледниках. Верхние слои Земли, обладающие плодородием, называются почвой. На ней растут растения, которыми питаются животные и мы. Вот краткая экология нашей жизни.

Но для человека важнейшая – тончайшая оболочка Земли, которая объединяет всех живых существ на Земле (от бактерий до человека) – ее называют биосферой.

Понятие о биосфере и ее эволюции, об экосистеме и ее составе, свойствах и функциях. Определения и понятия: биосфера, биотический фактор и др.

Биосфера – это оболочка Земли, среда обитания живых существ, которая сложилась в процессе эволюции и продолжает постоянно преобразовываться под влиянием этих же живых существ.

Биосфера включает в себя атмосферу – газовую оболочку Земли, в которой на высоте 10-25 км располагается озоновый слой, препятствующей прохождению убийственным УФЛучам; гидросферу (реки, океаны), почву – плодородный слой, и литосферу – вся земная твердь глубиной 50-200 км.

Границы распространенности жизни на Земле распространяются на 35 км вверх – в тропосферу и на 16 км в глубь Земли – в литосферу и на 1км под океанами. Все живые существа в биосфере связаны между собой

В биосфере протекают два взаимосвязанных процесса преобразования веществ в природе – геологический и биологический круговороты химических веществ. Геологический (большой) круговорот – это обмен химических веществ в результате разрушения горных пород водой и солнцем.

Биологический (малый) круговорот – это обмен веществ между растениями, животным миром, микроорганизмами и почвой. В основе биологического круговорота лежит фотосинтез – поглощение солнечной энергии и углекислого газа и построение тел растений с выделением кислорода. Животные кормятся растениями и поглощают кислород, выделяя углекислоту.

Микробы превращают мертвое органическое вещество в неорганическое, которое усваивается растениями.

Ноосфера – область обитания живых существ, измененная деятельностью человека

Син-экология – раздел экологии, изучающий взаимоотношения между особями разных видов и окружающей средой

Среда обитания – весь комплекс условий, в которых живет организм. Она определяет форму и функции организма. Рычаги, которыми среда воздействует на организм, называются экологическими факторами.

Они бывают трех видов: 1) абиотические (природные) – топографические (рельеф местности), климатические (свет, температура, частота ветров и др.

); 2) биотические – те, которыми живые существа воздействуют друг на друга и 3) антропогенные – это факторы, которые порождаются человеческой деятельностью.

Вся совокупность живущих на одном месте растений, животных, микроорганизмов вместе с почвой и атмосферой называется экосистемой, а их взаимодействие между собой – биогеоценозом. Экосистемой является, например: участок леса, море, аквариум, комната и т.д.

Самой большой экосистемой является биосфера – оболочка Земли, в которой сосуществуют в различных взаимосвязях (биогеоценозах) всевозможные существа. А если человек выращивает какие-нибудь культуры (пшеницу, свеклу) – то эта искусственная экосистема называется агроцинозом.

Как построена экосистема? Она состоит, как правило, из 4-х элементов:

Неживая среда – это вода, минеральные вещества, газы, органические вещества, находящиеся под действием метеорологических факторов с преобладанием химических и физических процессов в ней.

Производственная среда, где живут производители (продуценты) – из неорганических веществ с помощью солнечной энергии и хлорофилла они создают органические вещества и кислород – это растения.

Потребительская среда, где живут потребители (консументы) растительной продукции – это животные. С помощью ферментов они переваривают и усваивают растительные вещества, а их, в свою очередь, употребляют в пищу хищники.

Среда разложения, где трудятся разрушители (редуценты) – это бактерии, грибы, клещи.

Также с помощью ферментов они перерабатывают растительные остатки и трупы животных в усвояемые для растений минеральные вещества. Обычно редуценты перерабатывают погибших консументов и продуцентов.

Но при заболевании организма, ослаблении его защитных сил, могут «трудиться» и в нем (гнилостная микрофлора толстого кишечника).

Между собой в экосистеме в процессе биоценоза живые организмы взаимодействуют по разному:

нейтрализм – взаимодействие отсутствует;

конкуренция – соревнуются между собой за пищевые ресурсы;

паразитизм – когда один вид использует другой организм для питания (болезнетворные микроорганизмы, вши, гельминты);

хищничество – один питается другим, уничтожая объект питания;

симбиоз – один помогает другому (белый стафилококк на коже, кишечная палочка в толстом кишечнике у человека). Однако в больном организме симбиотические организмы могут превращаться в паразитические формы.

Таким образом, в природе все рационально: созданное одним организмом органическое вещество и содержащаяся в нем энергия перерабатывается другим существом – этот процесс называется пищевой цепью. Так в природе осуществляется круговорот веществ.

Если состояние экологической системы благоприятно для существования находящимся в ней живым существам – это состояние называется экологическим равновесием. Периодически происходят изменения – сезонные – обратимые.

Бывают острые изменения – катаклизмы, когда в короткий период жители экосистемы погибают (динозавры) – это экологическое бедствие.

Если среда обитания меняется постепенно, например под влиянием изменения поворота вращения Земли и изменения климата, то смена живых существ происходит постепенно – и это называется экологической сукцессией. Процесс приспособления к изменению условий окружающей среды называется адаптацией.

С адаптацией происходит эволюция живых существ – их развитие и трансформация. И тут работают два закона эволюции – «необратимость эволюции» и «ничто не дается даром»: любое новое изменение органического мира, сопротивляясь новому, обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего достояния, свойства, функции или формы.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 1606 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/2-54032.html

Структура экосистем (стр. 1 из 3)

IV. 1. Организация (структура) экосистем

План.

1. Введение. Экосистема и экосистемный метод в экологии.

2. Общая структура экосистем.

3. Биотический компонент экосистем.

3.1. Солнце как источник энергии.

4. Пищевые цепи и трофические уровни.

4.1. Первичные продуценты.

4.2. Первичные консументы.

4.3. Консументы второго и третьего порядка.

4.4. Редуценты и детритофаги.

5. Пищевые сети.

6. Экологические пирамиды.

6.1. Пирамиды численности.

6.2. Пирамиды биомассы.

7. Абиотический компонент экосистемы.

7.1. Эдафические факторы.

7.2. Климатические факторы.

7.2.1. Свет.

7.2.2. Температура.

7.2.3. Влажность и соленость.

8. Вывод.

9. Список используемой литературы.

1. Введение. Экосистема и экосистемный метод в экологии.

Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году.

При экосистемном подходе к изучению экологии в центре внимания ученых оказываются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентом экосферы.

Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов.

Вместе с тем в экосистемном подходе находит приложение концепция гомеостаза (саморегуляции), из которой становится понятным, что нарушение регуляторных механизмов, например в результате загрязнения среды, может привести к биологическому дисбалансу. Экосистемный подход важен также при разработке в будущем научно обоснованной практики ведения сельского хозяйства.

2. Общая структура экосистем.

Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых соответственно биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.

Биотический компонент полезно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Таким образом, все живые организмы попадут в одну из двух групп.

Автотрофы синтезируют необходимые им органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии.

Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий) используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище. Гетеротрофы в своем существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем.

Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесь неорганических и органических веществ.

Свойства почвы зависят от материнской породы, на которой она лежит, и из которой частично образуется.

В понятие климата входят такие параметры, как освещенность температура и влажность, в большой степени определяющий видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Для водных экосистем очень существенна также степень солености.

3. Биотический компонент экосистем

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества для совершения работы.

Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов.

Таким образом, в экосистеме происходит круговорот питательных веществ, в котором участвуют и живой и неживой компоненты. Такие круговороты называются биогеохимическими циклами.

Движущей силой этих круговоротов служит, в конечном счете, энергия Солнца. Фотосинтезирующие организмы непосредственно используют энергию солнечного света и затем передают ее другим представителям биотического компонента.

В итоге создается поток энергии и питательных веществ через экосистему.

Необходимо еще отметить, что климатические факторы абиотического, компонента, такие, как температура, движение атмосферы, испарение и осадки, тоже регулируются поступлением солнечной энергии.

Энергия может существовать в виде различных взаимопревращаемых форм, таких, как механическая, химическая, тепловая и электрическая энергия. Переход одной формы в другую называется преобразованием энергии.

Таким образом, все живые организмы – это преобразователи энергии, и каждый раз, когда происходит превращение энергии, часть ее теряется в виде тепла. В конце концов, вся энергия, поступающая в биотический компонент экосистемы, рассеивается в виде тепла. Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистемы.

Фактически живые организмы не используют тепло, как источник энергии для совершения работы – они используют свет и химическую энергию.

Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистем.

3.1. Солнце как источник энергии

Первоисточником энергии для экосистем служит Солнце. Солнце – это звезда, излучающая в космос огромное количество энергии. Энергия распространяется в космическом пространстве в виде электромагнитных волн, и небольшая часть ее, примерно 10,5 * 106 кДж/м2 в год, захватывается Землей.

Около 40 % этого количества сразу отражается от облаков, атмосферной пыли и поверхности Земли без какого бы то ни было теплового эффекта. Еще 15 % поглощаются атмосферой (в частности, озоновым слоем в ее верхних частях) и превращаются в тепловую энергию или расходуются на испарение воды.

Оставшиеся 45 % поглощаются растениями и земной поверхностью. В среднем это составляет 5 * 106 кДж/м2 в год, хотя реальное количество энергии для данной местности зависит от географической широты.

Большая часть энергии повторно излучается земной поверхностью и нагревает атмосферу приблизительно две трети энергии поступает в атмосферу этим путем. И только небольшая часть пришедшей от Солнца энергии усваивается биотическим компонентом экосистемы.

4. Пищевые цепи и трофические уровни

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример животное поедает растения.

Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено – трофическим уровнем.

Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

4.1. Первичные продуценты

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик.

Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены ткани.

Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли – часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

4.2. Первичные консументы

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих – это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными.

Большинство этих организмов – ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) – питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды.

Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

4.3. Консументы второго и третьего порядка

Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка.

Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В последнем случае они по величине меньше своих хозяев. Пищевые цепи паразитов необычны по ряду параметров.

В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне:

Растительный материал (например, нектар) → муха → паук →

→ землеройка → сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

Источник: https://mirznanii.com/a/327679/struktura-ekosistem

IV. 1. Организация (структура) экосистем

IV. 1. Организация (структура) экосистем

Острое серозно-гнойное воспаление собственно кожи и слизистых оболочек. Возбудитель – гемолитический стафилококк. Входные ворота – нарушения целости кожи (ссадины, раны, царапины), может передаваться контактным путем через руки, инструменты. Может распространяться гемато- и лимфогенным путем. Чаще локализуется на нижних конечностях, лице.

Клиническая картина: через 4-6 дней (инкубационный период) появляется озноб, t тела повышается, интоксикация. Местные симптомы проявляются 4 формами (появляются на следующий день)

1. Эритематозная – четко ограниченная гиперемия кожи, возвышающаяся над здоровой кожей, горячая на ощупь, болезненная при пальпации. Регионарные л/узлы увеличены, болезненны, лимфангит.

2. Буллезная – на фоне покрасневшей кожи пузырьки, заполненные серозным или серозно-геморрагическим экссудатом.

3. Флегмонозная – под кожей и в подкожножировой клетчатке появляется серозно-гнойное содержимое.

4. Некротическая – появляется некроз мягких тканей.

Лечение:

1.Местное :

§ Госпитализация в инфекционное отделение;

§ Постельный режим;

§ Иммобилизация;

§ УФО;

§ Спиртовые растворы антисептиков;

§ Влажные повязки и мазевые противопоказаны;

§ Пузыри вскрывают, повязки с антисептиками;

§ При некротической форме – некрэктомия, затем повязки с антисептиками.

2.Общие:

§ Антибиотикотерапия;

§ Дезинтоксикационные препараты;

§ Антигистаминные препараты.

Эризипелоид – рожеподобное заболевание, вызываемое палочкой свиной рожи. Поражается кожа пальцев кисти. Страдают лица, занимающиеся разделкой мяса. Инфекция проникает через микротравмы. Может переходить в хроническую форму.

Клиническая картина:

§ Инфекционный период длится от нескольких часов до недели.

Симптомы:

§ Боль;

§ Зуд;

§ Гиперемия и отек пальцев рук;

§ Может переходить на соседние пальцы;

§ Лимфангит, лимфаденит;

§ Общее состояние не нарушается.

Дифференциальный диагноз:

§ Рожа;

§ Острый лимфангит;

§ Панариций.

Лечение:

§ Иммобилизация;

§ Антибиотикотерапия;

§ УФО;

§ Специфическая сыворотка.

Флегмона.

Острое неограниченное, разлитое воспаление клетчаточных пространств. Может быть поверхностной и глубокой (парапроктит). Возбудитель (как в абсцессе).

Клиническая картина: начинается остро:

§ появляется отек,

§ гиперемия,

§ местное повышение температуры,

§ инфильтрация.

§ При переходе во II стадию – флюктуация. Наблюдаются симптомы общей интоксикации.

Лечение:

§ Строгий постельный режим;

§ Иммобилизация;

§ Обильное питьё;

§ Вскрытие, промывание лекарственными средствами;

§ Дренирование;

§ Дезинтоксикационная терапия;

§ АБ терапия (с учетом чувствительности);

§ Иммуностимулирующие препараты;

§ Витамины;

§ Физиолечение.

Флебит.

Воспаление стенки вены без образования в её просвете тромбов. Чаще возникают после внутривенных вливаний концентрированных растворов и при нарушении техники внутривенных инъекций. Воспаление, как правило, асептическое.

Симптомы:

§ Боль по ходу вены.

§ При пальпации: вена уплотнена, болезненна, кожа над ней не изменена.

§ Общее состояние не нарушается.

Лечение:

§ Консервативное – мазь с гепарином;

§ Тепло;

§ Согревающие компрессы;

§ Для профилактики тромбообразования – препараты, уменьшающие свертываемость крови: аспирин.

Тромбофлебит.

Острое воспаление стенки вены с образованием в просвете её тромба.

Причина: повреждение сосудистой стенки (травма, инъекция), воспаление вены, замедление кровотока, осложнение родов, операции, инфекционные заболевания (сепсис), нарушение свертываемости крови.

Различают:

§ По локализации: поверхностных вен, глубоких вен;

§ По клиническому течению: острый, хронический;

§ По характеру процесса: гнойный, негнойный.

Клиническая картина: чаще наблюдается тромбофлебит поверхностных вен нижних конечностей. Причина – варикозное расширение вен.

Характерно:

§ острое начало:

§ сильные боли,

§ гиперемия по ходу вен,

§ резко болезненные тяжи под кожей;

§ отек конечности;

§ затруднение движения в них.

§ повышается t тела.

§ при гнойном процессе – симптомы общей интоксикации, плотный инфильтрат по ходу вены, который может нагноиться и вызвать абсцессы и флегмоны.

Тромбофлебит глубоких вен: начинается с внезапных сильных болей, отека всей конечности, t тела повышается. Частое осложнение – ТЭЛА.

Лечение:

§ Только в стационаре (консервативное).

§ Строгий постельный режим;

§ Конечность в возвышенном положений;

§ Иммобилизация;

§ Антибиотикотерапия;

§ Противовоспалительные;

§ Обезболивание;

§ Антикоагулянты под контролем протромбинового индекса (кровь берется каждые 6 часов при лечении гепарином, индекс должен быть не менее 50%);

§ Мазевые повязки;

§ Повязки с антисептиками;

§ При тромбоэмболии – тромбоэктомия.

Лимфаденит.

Воспаление лимфатических узлов. Вторичное заболевание, вызываемое м\о поступившими в л/узлы по лимфатическим сосудам.

Может быть:

1. Катаральный – л/узлы увеличены, болезненны, плотные. Общее состояние может не нарушаться.

2. Гнойный – л/узлы плотные, болезненные, отечные, кожа над ними гиперемирована, флюктуация. Выражен лимфангит. Гной может прорываться в окружающие ткани, что приводит к образованию флегмоны. Общее состояние нарушается, резко выражены симптомы интоксикации.

Лечение:

1.При катаральной форме— лечение консервативное:

§ Санация первичного очага;

§ Антибиотикотерапия;

§ Местно – тепло;

§ Спиртовые компрессы;

§ Покой, иммобилизация.

2.В стадии нагноения – оперативное лечение:

§ Пункции;

§ Вскрытие с дренированием;

§ Промывание растворами антисептиков.

Лимфангит.

Воспаление лимфатических сосудов. Как правило, вторичное заболевание (на фоне гнойных заболеваний кожи и слизистых оболочек).

Клиническая картина: существует 2 формы поверхностного лимфангита:

1. Сетчатая – характерно местное покраснение в виде пятна или сетевидной гиперемии, от которых в коже идут тонкие красные нити к регионарным лимфатическим узлам.

2. Стволовой – представлен четкой красной полосой, начинающейся в зоне входных ворот инфекции и направляющихся к болезненному, увеличенному регионарному л/узлу. Может быть развитие глубокого лимфангита, при котором на коже изменений нет.

Симптомы:

§ Отек области поражения;

§ Болезненно увеличенные регионарные л/узлы.

При остром лимфангите наблюдаются симптомы общей интоксикации:

§ t тела повышена,

§ головная боль,

§ озноб,

§ в крови – лейкоцитоз со сдвигом влево.

Лечение:

§ Санация первичного очага;

§ Покой;

§ Иммобилизация;

§ Возвышенное положение конечности;

§ Антибиотики;

§ Дезинтоксикационное лечение;

§ Иммуностимуляторы;

§ Витамины.

Гидраденит.

Гнойное воспаление потовых желез. Вызывается чаще стафилококком. Локализуется в подмышечных и паховых железах. Инфекция проникает вглубь через протоки желез или мелкие повреждения кожи.

Причины:

§ Повышенная потливость;

§ Нарушение личной гигиены;

§ Дерматиты.

Клиническая картина:

Заболевание начинается с появления плотного болезненного инфильтрата конусовидной формы багрового цвета. На 2-3 сутки наступает расплавление потовой железы и образуется абсцесс.

Постепенно он увеличивается, кожа над ним истончается, становится серого оттенка. Наблюдаются симптомы общей интоксикации (не резко выражены).

Может возникнуть сразу несколько образований, которые соединяются между собой – общее состояние ухудшается.

Лечение:

а) гигиенические мероприятия:

§ Бритьё волос;

§ Обработка пораженной области антисептическими растворами.

б) лечебные мероприятия:

в I стадию: физиолечение (УФО, УВЧ);местно повязки с мазями (левомеколь)

во II стадию хирургическое лечение:

§ вскрытие гнойника линейным разрезом по ходу кожных складок

§ дренирование, промывание антисептиками;

§ мазевые повязки.

В I и II стадии – общее лечение:

§ Антибиотики ШСД;

§ Сульфаниламидные препараты;

§ Дезинтоксикационное лечение;

§ Иммуностимуляторы. Витамины.

IV. 1. Организация (структура) экосистем

Для того чтобы экосистемы функционировали (существовали) нео­граниченно долго и как единое целое, они должны обладать свойствами связывания и высвобождения энергии, а также круговоротом веществ.

Экосистема, кроме этого, должна иметь механизмы, позволяющие про­тивостоять внешним воздействиям (возмущениям, помехам), гасить их.

Для раскрытия этих механизмов познакомимся с различными видами структур и другими характеристиками (свойствами) экосистем.

Блоковая модель экосистемы. Любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов – биоценозом, а второй – факторами среды – биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экоси­стема = биоценоз + биотоп (экотоп). В. Н. Сукачев блоковую модель в ранге биогеоценоза в виде схемы изобразил на рис. 2.

Этот рисунок позволяет наглядно представить, чем отличаются понятия «экосистема» и «биогеоценоз», на что мы обращали внимание в разделе «Основные понятия…». Биогеоценоз, по В. Н. Су­качеву, включает все названные блоки и звенья.

Это понятие обыч­но используют применительно к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звена расти­тельного сообщества (фитоценоза).

Примеры биогеоценозов – однородные участки леса, луга, степи, болота и т. п.

Экосистемы могут и не иметь растительное звено. Таким при­мером являются системы, формирующиеся на базе разлагающих­ся органических остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов жи­вотных и т. п. В них достаточно присутствие зооценоза и микробоценоза или только микробоценоза, способных осуществлять круго­ворот веществ.

Таким образом, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.

Чтобы снять терминологические неясности, соавтор В. Н. Су­качева по формированию науки биогеоценологии – профессор В. Н. Дылис – образно определил биогеоценоз как экосистему, но только в рамках фитоценоза.

Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временно­му фактору (продолжительности существования). Любой биогео­ценоз потенциально бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет деятельности растительных фото- или хемосинтезирующих организмов.

В то же время экосистемы без раститель­ного звена заканчивают свое существование одновременно с выс­вобождением в процессе разложения субстрата всей содержащей­ся в нем энергии.

Надо, однако, иметь в виду, что в настоящее вре­мя термины «экосистема» и «биогеоценоз» нередко рассматрива­ются как синонимы.

Видовая структура экосистем. Под видовой структурой по­нимается количество видов, образующих экосистему, и соотноше­ние их численностей. Точных данных о количестве видов в экосис­темах нет.

Это связано с тем, что трудно учесть видовое разнооб­разие всех мелких организмов (особенно микроорганизмов). Оно исчисляется сотнями и десятками сотен. Видовое разнообразие обычно тем значительнее, чем богаче условия (биотоп) экосисте­мы.

В этом отношении самыми богатыми по видовому разнообра­зию являются, например, экосистемы дождевых тропических ле­сов. Только древесные виды исчисляются в них сотнями.

Рис.2

Схема биогеоценоза (экосистемы), по В.Н.Сукачеву

Богатство видов зависит также от возраста экосистем. Моло­дые экосистемы, возникающие, например, на таком изначально без­жизненном субстрате, как отвалы пород, извлекаемые из глубин­ных слоев земной коры при добыче полезных ископаемых, крайне бедны видами. В дальнейшем по мере развития экосистем их ви­довое богатство увеличивается.

Но в хорошо сформировавшихся экосистемах оно может несколько уменьшаться. К тому времени обычно выделяется один или 2-3 вида, которые явно преобладают по численности особей. Например, в еловом лесу – ель, в смешанном – ель, береза и осина, в степи – ковыль и типчак.

Эти виды занимают большую часть пространства, оставляя меньше места для других видов.

Виды, явно преобладающие по численности особей, носят на­звание доминантных (лат. доминантис – господствующий). На­ряду с доминантами в экосистемах выделяются виды-эдификаторы (лат. эдификатор – строитель). К ним относят те виды, ко­торые являются основными образователями среды.

Обычно вид-доминант одновременно является и эдификатором. Например, ель в еловом лесу наряду с доминантностью обладает высокими эдификаторными свойствами.

Они выражаются в ее способности сильно затенять почву, создавать кислую среду своими корневы­ми выделениями и при разложении мертвого органического ве­щества, образовывать специфические для кислой среды подзоли­стые почвы.

Вследствие высоких эдификаторных свойств ели под ее пологом могут жить только виды растений, которые способны мириться со скудным освещением (теневыносливые и тенелюби­вые). В то же время под пологом елового леса доминантным ви­дом может быть, например, черника, но она не является суще­ственным эдификатором.

Видовое разнообразие – очень важное свойство экосистем. С ним, как отмечалось выше, связана устойчивость систем к небла­гоприятным факторам среды. Разнообразие обеспечивает как бы подстраховку, дублирование устойчивости.

Вид, который присут­ствует в числе единичных экземпляров, при неблагоприятных ус­ловиях для широко представленного вида, в том числе и доминант­ного, может резко увеличить свою численность и таким образом заполнить освободившееся пространство (экологическую нишу), со­хранив экосистему как единое целое.

Видовую структуру обычно используют для оценки условий местопроизрастания по растениям-индикаторам.

Так, для лесной зоны кислица указывает на условия увлажнения, близкие к оптималь­ным, и значительное богатство почв питательными минеральными веществами; черника – на несколько избыточное увлажнение и не­который дефицит элементов минерального питания; брусника – на дефицит увлажнения и почвенного плодородия; мхи (кукушкин лен и особенно сфагнум) – на чрезмерно избыточное увлажнение, де­фицит минеральных веществ, недостаток кислорода для дыхания корней и наличие процессов торфообразования. Наряду с индика­торами меняется состав и других видов, произрастающих под по­логом эдификаторов.

Названия экосистем (биогеоценозов). По растениям-эдификаторам или доминантам и растениям-индикаторам обычно называют биогеоценозы (экосистемы).

Лесоводы их определя­ют как типы леса (например, ельники-кисличники, ельники-чер­ничники, ельнико-сфагновые и др.). По такому же принципу клас­сифицируются и называются другие экосистемы.

Например, для степей выделяются типчаково-ковыльные, злаково-разнотравные и другие системы.

Трофическая (функциональная) структура экосистем. Цепи питания. Любая экосистема включает несколько трофических (пищевых) уровней или звеньев. Первый уровень представ­лен растениями. Их называют автотрофами (греч. аутос – сам; трофо – пища) или продуцентами (лат. продуцена – создающий).

Второй и последующие уровни представлены животными. Их на­зывают гетеротрофами (греч. геторос – другой) или консумен-тами. Последний уровень в основном представлен микроорганиз­мами и грибами, питающимися мертвым веществом. Их называ­ютредуцентами (лат. редуцере – возвращать).

Они разлагают органическое вещество до исходных минеральных элементов.

Взаимосвязанный ряд трофических уровней представляет цепь питания, или трофическую цепь (рис. 3). Главное свойство цепи питания – осуществление биологического круговорота веществ и высвобождение запасенной в органическом веществе энергии.

Важ­но подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. В ней могут отсутствовать растения (продуценты).

Такая цепь пита­ния характерна, как отмечалось выше, для сообществ, формирую­щихся на базе разложения животных или растительных остатков, например, накапливающихся в лесах на почве (лесная подстилка).

В цепи питания очень часто отсутствуют или представлены не­большим количеством животные (гетеротрофы). Например, в ле­сах отмирающие растения или их части (ветви, листья и др.) сразу включаются в звено редуцентов, которые завершают круговорот.

Исходя из положения: разнообразие – синоним устойчивости, мож­но заключить, что экосистемы с более длинными цепями питания характеризуются повышенной надежностью и более интенсивным круговоротом веществ.

Источник: https://lektsiopedia.org/lek-27175.html

Тема 5.2. Структура экосистем

IV. 1. Организация (структура) экосистем

Экологические сообщества. Видовая и пространственная структура экосистем.

1. Дайте определение понятий.


Экосистема – биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.

Биоценоз – это организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущая совместно в одних и тех же условиях среды.

Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

2. Заполните таблицу.

Экологические сообщества

3. Какие признаки лежат в основе классификации экосистем?
При классификации наземных экосистем обычно используют признаки растительных сообществ (составляющих основу экосистем) и климатические (зональные) признаки.

Так, выделяются определенные типы экосистем, например тундра лишайниковая, тундра моховая, лес хвойный (еловый, сосновый), лес лиственный (березняк), лес дождевой (тропический), степь, кустарники (ивняк), болото травянистое, болото сфагновое.

Часто в основу классификации природных экосистем кладут характерные экологические признаки местообитаний, выделяя сообщества морских побережий или шельфа, озер или прудов, пойменные или суходольные луга, каменистые или песчаные пустыни, горные леса, эстуарии (устья больших рек) и др.

4. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика естественных и искусственных экосистем

5.

Каково значение агробиоценозов в жизни человека?
Агробиоценозы дают человечеству около 90% пищевой энергии.

6. Перечислите основные направления деятельности, предпринимаемые для улучшения состояния экологических систем городов.
Озеленение города: создание парков, скверов, зеленых массивов, цветников, клумб, зеленых массивов вокруг промышленных предприятий. Соблюдение принципов равномерности и непрерывности в размещении зеленых насаждений.

7.

Что понимают под структурой сообщества?
Это соотношение различных групп организмов, различающихся по систематическому положению, по роли, которую они играют в процессах переноса энергии и вещества, по месту, занимаемому в пространстве, в пищевой, или трофической сети, либо по иному признаку, существенному для понимания закономерностей функционирования естественных экосистем.

8. Заполните таблицу.

Структура сообществ

Пищевые связи, круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах

1. Дайте определение понятий.


Пищевая цепь – ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель (последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю).

Пищевая сеть – схема всех пищевых (трофических) связей между видами сообщества.
Трофический уровень – это совокупность организмов, которые, в зависимости от способа их питания и вида корма, составляют определенное звено пищевой цепи.

2. Чем пастбищные цепи отличаются от детритных?
В пастбищной цепи поток энергии идет от растений через травоядных животных к хищным животным. Поток энергии, идущий от мертвого органического вещества и проходящий через систему разлагателей, называется детритной цепью.

3. Заполните таблицу.

Трофические уровни экосистемы

4. В чем заключается сущность круговорота веществ в экосистеме?
Энергия не может передаваться по замкнутому кругу, она расходуется, превращаясь в энергию химических связей и тепло. Вещество же может передаваться по замкнутым циклам, многократно циркулирую между живыми организмами и окружающей средой.

5.

Выполните практическую работу.
1.Составление схем передачи веществ и энергии (цепочка питания)
Назовите организмы, которые должны быть на пропущенных местах в следующих пищевых цепях.

2.Из предложенного списка организмов составьте детритную и пастбищную трофические сети: трава, ягодный кустарник, муха, синица, уж, заяц, волк, бактерии гниения, комар, кузнечик.

 6. Что ограничивает длину каждой пищевой цепи в экосистеме?
Живые организмы, поедая представителей предыдущего уровня, получают запасенную в его клетках и тканях энергию.

Значительную часть этой энергии (до 90 %) он расходует на движение, дыхание, нагревание тела и т.д. и только 10 % накапливает в своем теле виде белков (мышцы), жиров (жировая ткань).

Таким образом, на следующий уровень передается только 10% энергии, накопленной предыдущим уровнем. Именно поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными.

7.

Что понимают под экологическими пирамидами? Какие виды их различают?
Это способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме. Может быть трех типов:
1) пирамида численности – отражает численность организмов на каждом трофическом уровне;
2) пирамида биомассы – отражает биомассу каждого трофического уровня;
3) пирамида энергии — показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течение определенного промежутка времени.

8. Может ли экологическая пирамида быть перевернутой основанием вверх? Ответ подкрепите конкретным примером.


Если скорость воспроизводства популяции жертвы высока, то даже при низкой биомассе такая популяция может быть достаточным источником пищи для хищников, имеющих более высокую биомассу, но низкую скорость воспроизводства. По этой причине пирамиды численности или биомассы могут быть перевернутыми, т.

е. низкие трофические уровни могут иметь меньше плотность и биомассу, чем более высокие.
Например:
1) На одном дереве могут жить и кормиться множество насекомых.

2) Перевернутая пирамида биомассы свойственна морским экосистемам, где первичные продуценты (фитопланктонные водоросли) очень быстро делятся, а их потребители (зоопланктонные ракообразные) гораздо крупнее, но размножаются значительно медленнее. Морские позвоночные имеют еще большую массу и длительный цикл воспроизводства.

9. Решите экологические задачи.
Задача 1. Рассчитайте количество планктона (в кг), необходимое для того, чтобы в море вырос дельфин массой 350 кг.

Решение. Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 350 кг, составим пропорцию.
350кг – 10%,
Х – 100%.
Найдем чему равен Х. Х=3500 кг. (хищные рыбы). Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались.

Снова составим пропорцию.
3500кг – 10%
Х – 100%
Х=35 000 кг (масса нехищных рыб)
Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию.
35 000 кг.

– 10%
Х =100%
Х = 350 000 кг
Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 350 кг, необходимо 350 000 кг планктона. 

Задача 2. В результате проведенного исследования выяснилось, что после истребления хищных птиц численность пернатой дичи, уничтожаемой ими ранее, сначала быстро растет, но затем стремительно падает. Чем можно объяснить эту закономерность?

Ответ: Для ответа на этот вопрос необходимо учитывать следующие положения: «бесконтрольное» увеличение численности пернатой дичи приводит к истощению кормовой базы, ослаблению устойчивости организмов птиц к болезням, быстрому распространению инфекции, вырождению, уменьшению плодовитости и массовой гибели птиц от болезней.

Задача 3. В сосуд с планктонными водорослями посадили питающихся ими дафний. После этого численность водорослей снизилась, но продукция биомассы водорослей (измеренная по скорости деления клеток) возросла. Каковы возможные объяснения данного явления?

Ответ: Дафнии в результате метаболизма выделяют вещества, которые ускоряют рост водорослей (их кормовую базу), тем самым достигается эко-баланс.

Причины устойчивости и смены экосистем

1. Дайте определение понятий.


Сукцессия – закономерный и последовательный процесс смены сообществ на определенном участке, вызванный взаимодействием живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой
Общее дыхание сообщества – в экологии суммарные энергозатраты, т. е. суммарная продукция автотрофов в энергетическом выражении точно соответствует энергозатратам, идущим на обеспечение жизнедеятельности составляющих его организмов.

2. Что понимают под равновесием в сообществе, и какое значение оно имеет для его существования в целом?
Биомасса организмов в идеальной сукцессии остается постоянной, а сама система равновесной.

Если «общее дыхание» меньше первичной валовой продукции, в экосистеме будет происходить накопление органического вещества, если больше – его уменьшение. И то и другое будет приводить к изменениям сообщества.

При избытке ресурса всегда найдутся виды, которые смогут его освоить, при его недостатке — часть видов вымрет. Такие изменения и составляют сущность экологической сукцессии. особенность этого процесса состоит в том, что изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.

Каждая стадия сукцессии – это сообщество с преобладанием тех или иных видов и жизненных форм. Они сменяют друг друга, пока не наступит состояние устойчивого равновесия.

3. Заполните таблицу.

Виды сукцессий

4. От чего зависит продолжительность сукцессии?
Продолжительность сукцессии во многом определяется структурой сообщества.
Вторичные сукцессии протекают значительно быстрее. Это объясняется тем, что первичное сообщество оставляет после себя достаточное количество питательных веществ, развитую почву, что создает условия для ускоренного роста и развития новых поселенцев.

5.

Каковы преимущества зрелого сообщества перед молодым сообществом?
Зрелое сообщество с его большим разнообразием и обилием организмов, развитой трофической структурой и с уравновешенными потоками энергии способно противостоять изменениям физических факторов (например, температуры, влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений в гораздо большей степени, чем молодое сообщество.

6. Какое значение имеет возможность управления процессами, происходящими в сообществе?
Человек может собирать богатый урожай в виде чистой продукции, искусственно поддерживая на ранних стадиях сукцессии сообщество.

С другой стороны, устойчивость зрелого сообщества, его способность противостоять воздействию физических факторов (и даже управлять ими) является очень важным и весьма желательным свойством. При этом различные нарушения экосистем зрелого типа могут привести к различным экологическим нарушениям.

Превращение биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе большую опасность. Поэтому необходимо научиться правильно управлять процессами в сообществе ,чтобы не допустить экологическую катастрофу.

Источник: https://www.biogdz.ru/10-11-klass/tema-5-2-struktura-ekosistem.html

Book for ucheba
Добавить комментарий