Un ecosistem este un sistem biologic care constă dintr-o colecție de organisme vii, habitatul acestora, precum și un sistem de conexiuni care fac schimb de energie între ele. În prezent, acest termen este conceptul de bază al ecologiei.

Structura

Au fost studiate relativ recent. Oamenii de știință disting două componente principale în el - biotic și abiotic. Prima este împărțită în heterotrofe (include organisme care obțin energie ca urmare a oxidării materiei organice - consumatori și descompunetori) și primesc energie primară pentru fotosinteză și chemosinteză, adică producători).

Singura și cea mai importantă sursă de energie necesară existenței întregului ecosistem sunt producătorii care absorb energia soarelui, căldura și legăturile chimice. Prin urmare, autotrofii sunt reprezentanți ai primilor din întregul ecosistem. Al doilea, al treilea și al patrulea nivel se formează în detrimentul consumatorilor. Ele sunt închise de descompozitori capabili să transforme materia organică nevii într-o componentă abiotică.

Proprietățile ecosistemului, despre care puteți citi pe scurt în acest articol, implică posibilitatea dezvoltării și reînnoirii naturale.

Componentele principale ale ecosistemului

Structura și proprietățile ecosistemului sunt principalele concepte cu care se ocupă ecologia. Se obișnuiește să se evidențieze următorii indicatori:

Regimul climatic, temperatura ambientală, precum și condițiile de umiditate și iluminare;

Substanțe organice care leagă componentele abiotice și biotice în ciclul substanțelor;

Compuși anorganici incluși în ciclul energetic;

Producătorii sunt organisme care creează produse primare;

Fagotrofele sunt heterotrofe care se hrănesc cu alte organisme sau cu particule mari de materie organică;

Saprotrofele sunt heterotrofe care pot distruge materia organică moartă, o pot mineraliza și o pot întoarce în ciclu.

Combinația ultimelor trei componente formează biomasa ecosistemului.

Un ecosistem, ale cărui proprietăți sunt studiate în ecologie, funcționează datorită blocurilor de organisme:

1. Saprofage - se hrănesc cu materie organică moartă.
2. Biofage - mănâncă alte organisme vii.

Durabilitatea ecosistemului și biodiversitatea

Proprietățile unui ecosistem sunt legate de diversitatea speciilor care trăiesc în el. Cu cât biodiversitatea este mai extinsă și complexă, cu atât stabilitatea ecosistemului este mai mare.

Biodiversitatea este foarte importantă deoarece permite formarea unui număr mare de comunități, care diferă ca formă, structură și funcție, și oferă o oportunitate reală pentru formarea acestora. Prin urmare, cu cât biodiversitatea este mai mare, cu atât este mai mare numărul de comunități care pot trăi, și cu atât este mai mare numărul de reacții biogeochimice care pot avea loc, asigurând în același timp existența complexă a biosferei.

Sunt corecte următoarele afirmații despre proprietățile unui ecosistem? Acest concept se caracterizează prin integritate, stabilitate, autoreglare și auto-reproducere. Multe experimente și observații științifice oferă un răspuns afirmativ la această întrebare.

Productivitatea ecosistemului

În timpul studiului productivității, au fost prezentate concepte precum biomasa și randamentul în picioare. Al doilea termen determină masa tuturor organismelor care trăiesc pe o unitate de suprafață de apă sau pământ. Dar biomasa este și greutatea acestor corpuri, dar din punct de vedere energetic sau materie organică uscată.

Biomasa include corpuri întregi (inclusiv țesutul mort la animale și plante.) Biomasa devine necromasă numai atunci când întregul organism moare.

Comunitățile reprezintă formarea de biomasă de către producători, fără a exclude energia care poate fi cheltuită pentru respirație pe unitatea de suprafață pe unitatea de timp.

Există produse primare brute și nete. Diferența dintre ele este costul respirației.

Productivitatea netă a unei comunități este rata de acumulare a materiei organice, care nu este consumată de heterotrofi și, ca urmare, de către descompozitori. Se obișnuiește să se calculeze pe an sau sezon de vegetație.

Productivitatea secundară a unei comunități este rata de acumulare a energiei de către consumatori. Cu cât sunt mai mulți consumatori în ecosistem, cu atât sunt procesate volume mai mari de energie.

Auto-reglare

Proprietățile unui ecosistem includ autoreglementarea, a cărei eficacitate este reglementată de diversitatea locuitorilor și relațiile alimentare dintre ei. Când numărul unuia dintre consumatorii primari scade, prădătorii trec la alte specii care anterior aveau o importanță secundară pentru ei.

Lanțurile lungi se pot intersecta, creând posibilitatea diversificării relațiilor de hrănire în funcție de numărul de pradă sau de randamentul plantelor. În vremurile cele mai favorabile, numărul de specii poate fi restabilit - astfel, relațiile în biogenocenoză sunt normalizate.

Intervenția neînțeleaptă a omului în ecosistem poate avea consecințe negative. Douăsprezece perechi de iepuri aduși în Australia s-au înmulțit la câteva sute de milioane de indivizi de-a lungul a patruzeci de ani. Acest lucru s-a întâmplat din cauza numărului insuficient de prădători care se hrănesc cu ei. Drept urmare, animalele cu blană distrug toată vegetația de pe continent.

Biosferă

Biosfera este un ecosistem de cel mai înalt rang, unind toate ecosistemele într-unul singur și oferind posibilitatea vieții pe planeta Pământ.

Cum este studiat ecosistemul global de către știința ecologiei. Este important să știm cum funcționează procesele care afectează viața tuturor organismelor în ansamblu.

Biosfera include următoarele componente:

- Hidrosferă- Acesta este învelișul de apă al Pământului. Este mobil și pătrunde peste tot. Apa este un compus unic care este unul dintre fundamentele vieții oricărui organism.

- Atmosfera- cea mai ușoară aeronavă care se învecinează cu spațiul cosmic. Datorită acesteia, energia este schimbată cu spațiul exterior;

- Litosferă- învelișul solid al Pământului, format din roci magmatice și sedimentare.

- Pedosferă- stratul superior al litosferei, inclusiv solul și procesul de formare a solului. Se învecinează cu toate învelișurile anterioare și închide toate ciclurile de energie și materie din biosferă.

Biosfera nu este un sistem închis, deoarece este alimentată aproape în întregime de energie solară.

Ecosisteme artificiale

Ecosistemele artificiale sunt sisteme create ca urmare a activității umane. Aceasta include agrocenozele și sistemele economice naturale.

Compoziția și proprietățile de bază ale unui ecosistem creat de om diferă puțin de cel real. Are și producători, consumatori și descompunetori. Dar există diferențe în redistribuirea fluxurilor de materie și energie.

Ecosistemele artificiale diferă de cele naturale prin următorii parametri:

1. Un număr mult mai mic de specii și o predominare clară a uneia sau mai multor dintre ele.
2. Stabilitate relativ scăzută și dependență puternică de toate tipurile de energie (inclusiv de oameni).
3. Lanțuri trofice scurte datorită diversității scăzute a speciilor.
4. Un ciclu deschis de substanțe din cauza eliminării produselor comunitare sau a culturilor de către oameni. În același timp, ecosistemele naturale, dimpotrivă, includ cât mai mult posibil în ciclu.

Proprietățile unui ecosistem creat într-un mediu artificial sunt inferioare celor ale unuia natural. Dacă nu mențineți fluxurile de energie, atunci după un anumit timp procesele naturale vor fi restabilite.

ecosistemul forestier

Compoziția și proprietățile unui ecosistem forestier diferă de alte ecosisteme. În acest mediu, precipitații cad mult mai multe decât deasupra câmpului, dar majoritatea nu ajung niciodată la suprafața solului și se evaporă direct din frunze.

Ecosistemul pădurii de foioase este format din câteva sute de specii de plante și câteva mii de specii de animale.

Plantele care cresc în pădure sunt adevărați concurenți și luptă pentru lumina soarelui. Cu cât nivelul este mai jos, cu atât speciile mai tolerante la umbră s-au stabilit acolo.

Consumatorii primari sunt iepuri de câmp, rozătoare și păsări și ierbivorele mari. Toate substanțele nutritive conținute în frunzele plantelor vara sunt transferate pe ramuri și rădăcini toamna.

Consumatorii primari includ, de asemenea, omizile și gândacii de scoarță. Fiecare nivel nutrițional este reprezentat de un număr mare de specii. Rolul insectelor erbivore este foarte important. Sunt polenizatori și servesc ca sursă de hrană pentru următorul nivel al lanțului trofic.

Ecosistemul de apă dulce

Cele mai favorabile condiții pentru viața organismelor vii sunt create în zona de coastă a rezervorului. Aici apa se încălzește cel mai bine și conține cel mai mult oxigen. Și aici trăiesc un număr mare de plante, insecte și animale mici.

Sistemul de relații alimentare în apă dulce este foarte complex. Plantele superioare sunt consumate de peștii erbivori, moluștele și larvele de insecte. Acestea din urmă, la rândul lor, sunt o sursă de hrană pentru crustacee, pești și amfibieni. Peștii răpitori se hrănesc cu specii mai mici. De asemenea, mamiferele găsesc hrană aici.

Dar resturile de materie organică cad pe fundul rezervorului. Pe ele se dezvoltă bacterii, care sunt consumate de protozoare și moluște filtrante.

Natura este o conjugare neobosită
verbele „a mânca” și „a fi mâncat”.
William Inge

Care sunt principalele componente ale ecosistemelor? Ce sunt lanțurile alimentare și rețelele alimentare? Care este structura trofică a ecosistemului?

Lecție-prelecție

PRINCIPALE COMPONENTE ECOSISTEMULUI. Ecosistemele sunt o unitate funcțională elementară a naturii vii, în care au loc interacțiuni între toate componentele sale și are loc circulația substanțelor și energiei. Compoziția ecosistemului include substanțe anorganice (apă, dioxid de carbon, compuși de azot etc.), care sunt incluși în ciclu, și compuși organici (proteine, carbohidrați, grăsimi etc.), care leagă biotic (vii) și abiotic ( nevii sau inerte) părţile sale. Fiecare ecosistem se caracterizează printr-un anumit mediu (aer, apă, pământ), inclusiv un regim climatic și un anumit set de parametri ai mediului fizic (temperatura, umiditate etc.). Pe baza rolului jucat de organismele în ecosistem, acestea sunt împărțite în trei grupe:

• producători- organisme autotrofe, în principal plante verzi, care sunt capabile să creeze substanțe organice din cele anorganice;
• consumatori- organisme heterotrofe, în principal animale care se hrănesc cu alte organisme sau particule de materie organică;
• descompunetori- organisme heterotrofe, în principal bacterii și ciuperci, asigurând descompunerea compușilor organici.

Mediul și organismele vii sunt interconectate prin procesele de circulație a materiei și energiei.

Producătorii captează lumina soarelui și îi transformă energia în energia legăturilor chimice ale compușilor organici pe care îi sintetizează. Consumatorii, producătorii care mănâncă, folosesc energia eliberată în timpul ruperii acestor legături chimice pentru a-și construi propriul organism. Descompozitorii se comportă într-un mod similar, dar folosesc fie corpuri moarte, fie produse eliberate în timpul proceselor vitale ale organismelor ca sursă de hrană. În același timp, descompozitorii descompun moleculele organice complexe în compuși anorganici simpli - dioxid de carbon, oxizi de azot, apă, săruri de amoniu etc. Ca urmare, ei returnează mediului înconjurător substanțele îndepărtate de plante, iar aceste substanțe pot fi din nou utilizate de producători. Ciclul este finalizat. Trebuie remarcat faptul că toate ființele vii sunt într-o anumită măsură descompunetoare. În timpul metabolismului lor, ei extrag energia de care au nevoie prin descompunerea compușilor organici, eliberând dioxid de carbon și apă ca produse finite.

În ecosisteme, componentele vii sunt aranjate în lanțuri - alimente sau lanțuri trofice, în care fiecare legătură anterioară servește drept hrană pentru următoarea. La baza lanțului trofic se află producători care, din materie anorganică și energie luminoasă, creează materie vie - biomasă primară. A doua verigă este formată din fitofagii animale care consumă această biomasă primară - aceștia sunt consumatori de prim ordin. Ele, la rândul lor, servesc drept hrană pentru organismele care alcătuiesc următorul nivel trofic - consumatorii de ordinul doi. Urmează consumatorii de ordinul al treilea etc. Să dăm un exemplu de lanț simplu:

Iată un exemplu de lanț mai complex:

În ecosistemele naturale, lanțurile trofice nu sunt izolate unele de altele, ci sunt strâns legate între ele. Ele formează rețele trofice, principiul formării lor este că fiecare producător poate servi ca hrană nu pentru unul, ci pentru multe animale fitofage, care, la rândul lor, pot fi consumate de diferite tipuri de consumatori de ordinul doi etc. (Fig. 49).

Orez. 49. Rețea trofică de hering

Rețelele trofice formează cadrul ecosistemelor, iar perturbările acestora pot avea consecințe imprevizibile. Deosebit de vulnerabile sunt ecosistemele cu lanțuri trofice relativ simple, adică acelea în care gama de produse alimentare pentru o anumită specie este restrânsă (de exemplu, multe ecosisteme arctice). Pierderea uneia dintre legături poate duce la prăbușirea întregii rețele trofice și la degradarea ecosistemului în ansamblu.

STRUCTURA TROFICĂ A ECOSISTEMULUI ȘI ENERGIEI. Plantele verzi captează 1-2% din energia solară care cade peste ele, transformând-o în energia legăturilor chimice. Consumatorii de primă ordine absorb aproximativ 10% din energia totală conținută de plantele pe care le mănâncă. La fiecare nivel ulterior se pierde 10-20% din energia celui precedent. Acest model este în deplină conformitate cu cea de-a doua lege a termodinamicii. Conform acestei legi, în timpul oricărei transformări de energie, o parte semnificativă a acesteia este disipată sub formă de energie termică indisponibilă pentru utilizare. Astfel, energia scade rapid în lanțurile trofice, limitând lungimea acestora. Acest lucru este, de asemenea, asociat cu o scădere la fiecare nivel ulterior a numărului și biomasei (cantitatea de materie vie exprimată în unități de masă sau calorii) organismelor vii. Cu toate acestea, această regulă, după cum vom vedea mai jos, are o serie de excepții.

Stabilitatea fiecărui ecosistem se bazează pe o anumită structură trofică, care poate fi exprimată sub formă de piramide de numere, biomasă și energie. La construirea acestora, valorile parametrului corespunzător pentru fiecare nivel trofic sunt reprezentate sub formă de dreptunghiuri plasate unul peste altul.

Forma piramidelor populației (Fig. 50) depinde în mare măsură de mărimea organismelor la fiecare nivel trofic, în special a producătorilor. De exemplu, numărul copacilor dintr-o pădure este mult mai mic decât cel al ierbii dintr-o poiană.

Începând cu consumatorii de ordinul întâi, se respectă mai mult sau mai puțin regula, conform căreia dimensiunea viețuitoarelor crește la fiecare nivel trofic ulterior. Deși aici există și excepții: o haită de lupi poate conduce un căprior sau un elan - pradă mult mai mare decât fiecare lup individual.

Piramidele de biomasă reflectă mai bine structura actuală a ecosistemului. Dacă dimensiunile viețuitoarelor la diferite niveluri trofice nu diferă prea mult, atunci se poate obține o piramidă în trepte (vezi Fig. 50). Cu toate acestea, în ecosistemele cu producători foarte mici (fitoplancton) și mari consumatori, masa totală a acestora din urmă va fi mai mare și vom obține o piramidă inversată. Această imagine este tipică pentru majoritatea ecosistemelor marine și de apă dulce.

Orez. 50. Piramide ecologice

Piramidele energetice oferă cea mai completă imagine a organizării funcționale a unui ecosistem. Numărul și masa organismelor la fiecare nivel trofic depind de abundența hranei la nivelul anterior la un moment dat. Prin urmare, piramidele de numere și de biomasă reflectă statica ecosistemului, adică ele caracterizează numărul de organisme la momentul studiului. Piramida energetică reflectă viteza cu care alimentele trec prin lanțul trofic. Fiecare pas simbolizează cantitatea de energie (calculată pe unitate de suprafață sau de volum) care a trecut printr-un anumit nivel trofic într-o anumită perioadă. Prin urmare, forma piramidei energetice nu este afectată de schimbările de dimensiune, populație și biomasă. Are întotdeauna forma unui triunghi cu vârful în sus, ceea ce este asociat cu pierderea de energie în timpul trecerii de la un nivel trofic la altul (vezi Fig. 50).

Studiul structurii trofice a ecosistemelor, în special a legilor conversiei energiei, este de o importanță capitală pentru înțelegerea mecanismelor care stau la baza stabilității acestora. Fără aceasta, este imposibil să se calculeze corect limitele admisibile de impact asupra mediului, dincolo de care va provoca daune ireparabile.

Legăturile trofice dintre organisme formează baza unui ecosistem. În orice ecosistem există cu siguranță producători primari de materie organică - producători și organisme care consumă și procesează această substanță - consumatori și descompozitori. Aceste componente principale ale ecosistemului formează lanțuri trofice și rețele prin care trece fluxul de materie și energie. Conform celei de-a doua legi a termodinamicii, la fiecare nivel trofic are loc o pierdere semnificativă de energie sub formă de căldură, ceea ce limitează lungimea lanțurilor trofice. Ecosistemul funcționează ca un sistem unic, în curs de dezvoltare, cu autoreglare.

• Explicați de ce este posibil să identificați componente comune în orice ecosistem.
• Ce constituie baza pentru interacțiunea componentelor ecosistemului?
• Care este importanța diversității componentelor sale pentru sustenabilitatea unui ecosistem?

Ecosistem (biogeocenoză)- o colecție de diferite organisme și componente nevii ale mediului, strâns interconectate prin fluxuri de materie și energie.

Principal subiect de cercetare cu o abordare ecosistemică în ecologie, procesele de transformare a materiei și energiei între biotop și biocenoză devin procese, adică ciclul biogeochimic emergent al substanțelor din ecosistem în ansamblu.

Ecosistemele includ comunități biotice de orice scară cu habitatul lor (de exemplu, de la o băltoacă la oceanul lumii, de la un ciot putrezit la o vastă pădure taiga).

În acest sens, se disting nivelurile ecosistemelor

Nivelurile ecosistemelor:

1. microecosisteme(ciot putred cu insecte, microorganisme și ciuperci care trăiesc în el; ghiveci);

2. mezoecosisteme(iaz, lac, stepă etc.);

3. macroecosisteme(continent, ocean);

4. ecosistem global(biosfera Pământului).

Un ecosistem este un sistem integral care include componente biotice și abiotice. Ei interacționează unul cu celălalt. Toate ecosistemele sunt sisteme deschise și funcționează consumând energie solară.

Componentele abiotice includ substanțe anorganice care sunt incluse în cicluri, compuși organici care leagă părțile biotice și abiotice: aer, apă, mediu substrat.

Componentele biotice ale unui ecosistem au o specie, o structură spațială și trofică.

Structura spațială a ecosistemului se manifestă în niveluri: procesele autotrofe sunt cele mai active în nivelul superior - „centrul verde”, unde lumina soarelui este disponibilă. Procesele heterotrofe sunt cele mai intense pentru nivelul inferior. - „brâu maro”. Aici materia organică se acumulează în soluri și sedimente.

Structura trofică a ecosistemului este reprezentată de producători – producători de materie organică și consumatori – consumatori de materie organică, precum și de descompozitori – distrugând compuși organici până la cei anorganici. Un ecosistem poate asigura circulația materiei doar dacă cuprinde cele patru componente necesare pentru aceasta: rezerve de nutrienți, producători, consumatori și descomponenți. Producătorii sunt autotrofi, consumatorii sunt heterotrofe. Heterotrofele sunt împărțite în fagotrofe (se hrănesc cu alte organisme) și saprofite, destructori (bacterii și ciuperci care descompun țesutul mort).

În orice ecosistem, interacțiunea componentelor autotrofe și heterotrofe are loc în procesul de circulație a substanței. Până la 90% din materie și energie se pierde în fiecare etapă a lanțului trofic, doar 10% trec la următorul consumator (regula 10%). Rata de creare a materiei organice în ecosisteme - produse biologice - depinde de energia Soarelui. Producția biologică a ecosistemelor este ritmul cu care biomasa este creată în ele. Producția vegetală este primară, producția animală este secundară. În orice biocenoză, producția fiecărui nivel trofic este de 10 ori mai mică decât cea precedentă. Biomasa plantelor este mai mare decât biomasa ierbivorelor, masa prădătorilor este de 10 ori mai mică decât masa ierbivorelor (regula piramidei producției biologice). În oceane, algele unicelulare se divid într-un ritm mai rapid și produc producție mare. Însă numărul lor total se schimbă puțin, deoarece filtratorii le mănâncă la o rată mai mică. Algele abia au timp să se reproducă pentru a supraviețui. Peștii, cefalopodele și crustaceele mari cresc și se reproduc mai încet, dar sunt mâncați de inamici și mai încet, astfel încât biomasa lor se acumulează. Dacă cântăriți toate algele și toate animalele din ocean, acestea din urmă vor depăși. Piramida de biomasă din ocean se dovedește a fi cu susul în jos. În ecosistemele terestre, rata de consum a creșterii plantelor este mai mică, iar piramida biomasei seamănă cu piramida producției. Cele mai puțin productive ecosisteme sunt deșerturile calde și reci și părțile centrale ale oceanelor. Producția medie este asigurată de pădurile temperate, pajiști și stepe. Cea mai mare creștere a masei plantelor este în pădurile tropicale și pe recifele de corali din ocean.

1. Relații cu ecosistemele

Interacțiunile ecologice ale populațiilor și ale organismelor individuale dintr-un ecosistem sunt de natură material-energetică și informațională. Este vorba, în primul rând, de interacțiuni trofice (alimentare), care îmbracă forme diferite: erbivor – fitofagie; carnivor – zoofagie, mâncarea altor animale de către unele animale, inclusiv prădarea.

Populațiile de ierbivore, prădători și omnivore sunt consumatori de materie organică - consumatori, care pot fi primari, secundari, terțiari. Plantele sunt producători.

Unele dintre cele mai studiate conexiuni ecologice sunt între populațiile de prădători și de pradă. Predare- Aceasta este o modalitate de a obține hrană și de a hrăni animalele. Valoarea prădătorilor pentru populația de pradă este pozitivă, deoarece Prădătorii extermină în primul rând persoanele bolnave și slabe. Acest lucru contribuie la conservarea diversității speciilor, deoarece reglează numărul populaţiilor la niveluri trofice scăzute.

Simbioză (mutualism). Aproape toate tipurile de copaci coexistă cu microciuperci. Miceliul fungic împletește secțiuni subțiri de rădăcini și pătrunde în spațiul intercelular. O masă din cele mai fine fire de ciuperci îndeplinește funcția firelor de păr rădăcină, absorbind o soluție nutritivă de sol.

Competiție - alt tip de relație. Tiparele relațiilor competitive sunt numite principiul excluderii competitive: două specii nu pot exista durabil într-un spațiu limitat dacă creșterea populației este limitată de o resursă vitală.

Dacă speciile care trăiesc împreună sunt conectate doar printr-un lanț de alte specii și nu interacționează, trăind în aceeași comunitate, atunci relația lor se numește neutră. Sânii și șoarecii din aceeași pădure sunt specii neutre.

protocooperare(commonwealth)

Comensalism(unul beneficiază)

Amensalism(o specie inhibă creșterea alteia)

1. Energia curge într-un ecosistem

Ecosistemele naturale sunt sisteme deschise : ei trebuie să primească și să ofere substanțe și energie.

În cadrul ecosistemelor există o circulație continuă a materiei și energiei. Etapele acestui ciclu sunt asigurate de diferite grupuri de organisme care îndeplinesc diferite funcții:

1. Producătorii(din latinescul producentis - producand, creand) organisme care formeaza substante organice din cele anorganice. În primul rând, acestea sunt plante care creează glucoză din apă și dioxid de carbon prin procesul de fotosinteză, folosind energia soarelui.

a) în oceanși alte corpuri de apă, producătorii sunt alge microscopice

fitoplancton, precum și alge mari.

b) pe uscat– acestea sunt plante mari superioare (copaci, arbuști, ierburi).

2. Consumatori(din lat. consumă - consumă) - organisme care trăiesc din materia organică creată de producători. Consumatorii includ toate animalele care mănâncă plante și unele pe altele.

a) consumatorii de ordinul întâi – fitofagi(erbivore - ungulate, rozătoare, unele insecte);

b ) consumatorii de ordinul doi– carnivore (păsări și mamifere insectivore, amfibieni, pești);

c) consumatorii de ordinul al treilea– prădători mari (pești răpitori, păsări, mamifere).

3. Descompunetoare(din latină reducentis - întoarcere, restaurare) - organisme care primesc energie prin descompunerea materiei organice moarte ( detritus ), în timp ce descompozitorii eliberează elemente anorganice producătorilor de furaje. Acestea includ bacterii și ciuperci.

Ca urmare a interacțiunii acestor grupuri de organisme, în ecosistem are loc circulația materiei și a energiei

Ecologie Zubanova Svetlana Gennadievna

5. Organizarea (structura) ecosistemelor

Pentru ca ecosistemele să funcționeze mult timp și ca un întreg, ele trebuie să aibă proprietățile de legare și eliberare a energiei și de circulație a substanțelor. Ecosistemul trebuie să aibă și mecanisme care să reziste influențelor externe.

Există diferite modele de ecosistem.

1. Model bloc al ecosistemului. Fiecare ecosistem este format din 2 blocuri: biocenoza si biotop.

Biogeocenoza, conform V. N. Sukaciov , include blocuri și link-uri. Acest concept este aplicat în general sistemelor terestre. În biogeocenoze, prezența unei comunități de plante (lunca, stepă, mlaștină) ca verigă principală este obligatorie. Există ecosisteme fără o legătură cu plante. De exemplu, cele care se formează pe baza rămășițelor organice în descompunere și a cadavrelor de animale. Au nevoie doar de prezența zoocenozei și a microbiocenozei.

Fiecare biogeocenoză este un ecosistem, dar nu orice ecosistem este biogeocenoză.

Biogeocenozele și ecosistemele diferă în factorul timp. Orice biogeocenoză este potențial nemuritoare, deoarece primește în mod constant energie din activitatea organismelor foto- sau chimiosintetice ale plantelor. Și, de asemenea, ecosistemele fără o legătură de plante, punându-și capăt existenței, eliberează toată energia conținută în el în timpul descompunerii substratului.

2. Structura speciilor a ecosistemelor. Se referă la numărul de specii care formează un ecosistem și la raportul dintre numărul lor. Diversitatea speciilor se ridică la sute și zeci de sute. Cu cât biotopul ecosistemului este mai bogat, cu atât este mai semnificativ. Ecosistemele pădurilor tropicale sunt cele mai bogate în diversitate de specii. Bogăția speciilor depinde și de vârsta ecosistemelor. În ecosistemele stabilite, se disting de obicei una sau 2–3 specii, predominante clar ca număr de indivizi. Speciile care predomină clar ca număr de indivizi sunt dominante (din latinescul dom-inans - „dominant”). De asemenea, în ecosisteme există specii - edificatori (din latinescul aedifica-tor - „constructor”). Acestea sunt speciile care formează mediul (molidul dintr-o pădure de molid, alături de dominație, are înalte proprietăți edificatoare). Diversitatea speciilor este o proprietate importantă a ecosistemelor. Diversitatea asigură duplicarea durabilității sale. Structura speciei este utilizată pentru evaluarea condițiilor de creștere pe baza plantelor indicator (zonă de pădure - măcriș, indică condițiile de umiditate). Ecosistemele sunt numite prin plante edificatoare sau dominante și plante indicator.

3. Structura trofică a ecosistemelor. Circuite de putere. Fiecare ecosistem include mai multe niveluri trofice (alimentare). Primul sunt plantele. Al doilea sunt animalele. Acestea din urmă sunt microorganisme și ciuperci.

Din cartea Care este numele zeului tău? Marile escrocherii ale secolului al XX-lea [versiunea revistei] autor Golubitsky Serghei Mihailovici

Structura Ierarhia Amway este de nezdruncinat, ca o escadrilă de fier, și gândită până la cele mai mici nuanțe ca urmare a aproape jumătate de secol de tensiuni inumane de viclenie de marketing. La baza piramidei se află nenumărate furnici - distribuitori obișnuiți. În 1999 ei

Din cartea Femeia. Manual pentru bărbați [Ediția a doua] autor Novoselov Oleg Olegovich

Din cartea Studii regionale autor Sibikeev Konstantin

Din cartea Biologie [Cartea de referință completă pentru pregătirea pentru examenul de stat unificat] autor Lerner Georgy Isaakovich

Din cartea Your Own Counterintelligence [Ghid practic] autor Zemlyanov Valeri Mihailovici

7.2. Ecosistemul (biogeocenoza), componentele sale: producători, consumatori, descompunetori, rolul lor. Speciile și structura spațială a ecosistemului. Lanțuri și rețele de energie, verigile lor. Tipuri de lanțuri trofice. Întocmirea schemelor de transfer de substanțe și energie (circuite de putere). Regulă ecologică

Din cartea Ecologie autor Zubanova Svetlana Ghenadievna

7.3. Diversitatea ecosistemelor (biogeocenoze). Autodezvoltarea și schimbarea ecosistemelor. Identificarea cauzelor stabilității și schimbării ecosistemelor. Etapele dezvoltării ecosistemelor. Serie. Modificări ale ecosistemelor sub influența activităților umane. Agroecosisteme, diferențe principale față de cele naturale

Din cartea Studii regionale autor Sibikeev Konstantin

7.4. Circulația substanțelor și conversia energiei în ecosisteme, rolul organismelor din diferite regate în ea. Diversitatea biologică, autoreglementarea și circulația substanțelor stau la baza dezvoltării durabile a ecosistemelor.Circulația substanțelor și energiei în ecosisteme este determinată de

Din cartea Femeia. Ghid pentru bărbați autor Novoselov Oleg Olegovich

Din cartea Femeia. Un manual pentru bărbați. autor Novoselov Oleg Olegovich

6. Stabilitatea și sustenabilitatea ecosistemelor Conceptele de „stabilitate” și „durabilitate” în ecologie sunt adesea considerate sinonime și înseamnă capacitatea ecosistemelor de a-și menține propria structură și proprietăți funcționale sub influența factorilor externi.

Din cartea Manual de supraviețuire pentru cercetași militari [Experiență de luptă] autor Ardashev Alexey Nikolaevici

8. Dinamica și dezvoltarea ecosistemelor. Ecosistemele de succesiune, adaptându-se la schimbările din mediul extern, sunt într-o stare de dinamică. Aceste dinamici se pot aplica atât părților individuale ale ecosistemelor, cât și sistemului ca întreg. Dinamica este asociată cu adaptări la exterior

Din cartea autorului

51. Distrugerea ecosistemelor. Deșertificarea Printre daunele mediului care au cea mai lungă istorie și care au cauzat cele mai multe daune biosferei se numără distrugerea ecosistemelor, deșertificarea acestora, adică pierderea capacității de auto-reglare și autovindecare.

Din cartea autorului

54. Organizarea teritorială și structura forțelor de producție ale regiunii Orientului Îndepărtat Sectoarele de vârf de specializare a pieței din regiunea Orientului Îndepărtat se bazează pe utilizarea pe scară largă a resurselor sale naturale. Principalele industrii sunt pescuitul,

Din cartea autorului

Din cartea autorului

Din cartea autorului

1.5 Trib primitiv. Structură funcțională. Structura ierarhică. Structura relațiilor intergenre Chiar și cele mai primitive popoare trăiesc în condițiile unei culturi diferite de cea primară, în termeni temporali la fel de vechi ca ai noștri, și corespunzând și uneia ulterioare,

În ciuda faptului că ecosistemul este luat ca o unitate elementară a biosferei, în structura sa ecosistemul este un mecanism extrem de complex și multicomponent. Populațiile diferitelor specii formează întotdeauna comunități complexe în biosfera Pământului - biocenoze. Biocenoza este o colecție de plante, animale, ciuperci și protozoare care populează o zonă de pământ sau un corp de apă și sunt în anumite relații între ele. Biocenozele, împreună cu zonele specifice ale suprafeței terestre pe care le ocupă și atmosfera înconjurătoare, se numesc ecosisteme. Ele pot fi de diferite scări - de la o picătură de apă sau o grămadă de furnici până la ecosistemul unei insule, râu, continent și întreaga biosferă în ansamblu. Astfel, un ecosistem este un complex interdependent de componente vii și inerte interconectate prin metabolism și energie. Rolul activ principal în procesele de interacțiune între componentele ecosistemului aparține ființelor vii, adică. biocenoza. Componentele biocenozei sunt strâns legate și interacționează cu litosfera, atmosfera și hidrosfera. Ca urmare, pe suprafața Pământului se formează un alt element al ecosistemelor - solul (pedosfera).

Conceptul de sistem ecologic este ierarhic. Aceasta înseamnă că orice sistem ecologic de un anumit nivel include o serie de ecosisteme de nivelul anterior, mai mici ca suprafață, și el însuși, la rândul său, este parte integrantă a unui ecosistem mai mare. Ca ecosistem elementar, ne putem imagina un cocoș sau o scobitură într-o mlaștină, iar un ecosistem mai general, care acoperă multe alease și spații inter-alas, este suprafața împădurită corespunzătoare a unei terase sau peneplai. Continuând această serie în sus, se poate aborda sistemul ecologic al Pământului - biosfera, iar în jos - spre biogeocenoză, ca unitate biocorologică elementară (chora - spațiu, gr.) a biosferei. Având în vedere importanța decisivă a factorilor zonali asupra dezvoltării materiei vii pe Pământ, este rezonabil să ne imaginăm o astfel de serie teritorială de ecosisteme subordonate:

elementar > local > zonal > global.

Toate grupurile de ecosisteme sunt un produs al dezvoltării istorice comune a speciilor care diferă în poziție sistematică; speciile se adaptează astfel una la alta. Baza principală pentru formarea ecosistemelor sunt plantele și bacteriile - producători de materie organică (atmosfera). În cursul evoluției, înainte de așezarea unui anumit spațiu al biosferei de către plante și microorganisme, nu putea fi vorba de așezarea lui cu animale.

Populațiile diferitelor specii din ecosisteme se influențează reciproc conform principiului direct și feedback. În general, existența unui ecosistem este reglementată în principal de forțele care acționează în cadrul sistemului. Autonomia și autoreglementarea unui ecosistem determină poziția sa specială în biosferă ca unitate elementară la nivel de ecosistem.

Ecosistemele care formează colectiv biosfera planetei noastre sunt interconectate prin ciclul substanțelor și fluxul de energie. În acest ciclu, viața de pe Pământ acționează ca o componentă principală a biosferei. Schimbul de substanțe între ecosistemele conectate poate avea loc în faza gazoasă, lichidă și solidă, precum și sub formă de materie vie (migrația animalelor).

Pentru ca ecosistemele să funcționeze mult timp și ca un întreg, ele trebuie să aibă proprietățile de legare și eliberare a energiei și de circulație a substanțelor. Ecosistemul trebuie să aibă și mecanisme care să reziste influențelor externe.

Există diverse modele de organizare a ecosistemelor.

• 1. Modelul bloc al ecosistemului. Fiecare ecosistem este format din 2 blocuri: biocenoza si biotop. Biogeocenoza, conform lui V.N. Sukachev, include blocuri și legături. Acest concept este aplicat în general sistemelor terestre. În biogeocenoze, prezența unei comunități de plante (lunca, stepă, mlaștină) ca verigă principală este obligatorie. Există ecosisteme fără o legătură cu plante. De exemplu, cele care se formează pe baza rămășițelor organice în descompunere și a cadavrelor de animale. Au nevoie doar de prezența zoocenozei și a microbiocenozei.
• 2. Structura speciilor a ecosistemelor. Se referă la numărul de specii care formează un ecosistem și la raportul dintre numărul lor. Diversitatea speciilor se ridică la sute și zeci de sute. Cu cât biotopul ecosistemului este mai bogat, cu atât este mai semnificativ. Ecosistemele pădurilor tropicale sunt cele mai bogate în diversitate de specii. Bogăția speciilor depinde și de vârsta ecosistemelor. În ecosistemele stabilite se disting de obicei una sau 2 - 3 specii, predominante clar ca număr de indivizi. Speciile care predomină clar ca număr de indivizi sunt dominante (din latinescul dom-inans - „dominant”). Tot în ecosisteme se disting specii - edificatori (din latinescul aedifica-tor - „constructor”). Acestea sunt speciile care formează mediul (molidul dintr-o pădure de molid, alături de dominație, are înalte proprietăți edificatoare). Diversitatea speciilor este o proprietate importantă a ecosistemelor. Diversitatea asigură duplicarea durabilității sale. Structura speciei este utilizată pentru evaluarea condițiilor de creștere pe baza plantelor indicator (zonă de pădure - măcriș, indică condițiile de umiditate). Ecosistemele sunt numite prin plante edificatoare sau dominante și plante indicator.
• 3. Structura trofică a ecosistemelor. Circuite de putere. Fiecare ecosistem include mai multe niveluri trofice (alimentare). Primul sunt plantele. Al doilea sunt animalele. Acestea din urmă sunt microorganisme și ciuperci.

Din punct de vedere al structurii trofice, ecosistemul poate fi împărțit în două niveluri:

• 1) Stratul autotrof superior, sau „centa verde”, inclusiv plantele sau părțile acestora care conțin clorofilă, unde predomină fixarea energiei luminoase, utilizarea compușilor anorganici simpli și acumularea de compuși organici complecși.
• 2) Stratul heterotrofic inferior, sau „breaua brună” de sol și sedimente, materie în descompunere, rădăcini etc., în care predomină utilizarea, transformarea și descompunerea compușilor complecși.

Este important să înțelegeți că organismele vii din centura „verde” și „maro” vor diferi. Nivelul superior va fi dominat de insecte și păsări care se hrănesc cu frunze și, de exemplu, cu muguri. În nivelul inferior vor predomina microorganismele și bacteriile, descompunând materia organică și anorganică. În această centură va fi și un număr semnificativ de animale mari.

Pe de altă parte, dacă vorbim despre transferul de nutrienți și energie, este convenabil să distingem următoarele componente în compoziția ecosistemului:

• 1) Substante anorganice (C, N, CO2, H2O etc.) incluse in cicluri.
• 2) Compuși organici (proteine, carbohidrați, lipide, substanțe humice etc.) care leagă părțile biotică și abiotică.
• 3) Aerul, apa și mediul substrat, inclusiv condițiile climatice și alți factori fizici.
• 4) Producători, organisme autotrofe, în principal plante verzi, care pot produce hrană din substanțe anorganice simple
• 5) Macroconsumatori sau fagotrofe - organisme heterotrofe, în principal animale, care se hrănesc cu alte organisme sau particule de materie organică.
• 6) Microconsumatori, saprotrofe, destructori sau osmotrofe - organisme heterotrofe, în principal bacterii și ciuperci, care obțin energie fie prin descompunerea țesuturilor moarte, fie prin absorbția materiei organice dizolvate, eliberate spontan sau extrase de saprotrofe din plante și alte organisme. Ca urmare a activității saprotrofelor, se eliberează nutrienți anorganici adecvati producătorilor; în plus, saprotrofei furnizează hrană macroconsumatorilor și secretă adesea substanțe asemănătoare hormonilor care inhibă sau stimulează funcționarea altor componente biotice ale ecosistemului.

Una dintre caracteristicile comune tuturor ecosistemelor, fie terestre, de apă dulce, marine sau artificiale (cum ar fi cele agricole), este interacțiunea componentelor autotrofe și heterotrofe. Organismele care participă la diferite procese ciclice sunt parțial separate în spațiu; procesele autotrofe sunt cele mai active în nivelul superior („centrul verde”), unde lumina soarelui este disponibilă. Procesele heterotrofe au loc cel mai intens în stratul inferior („centrul maro”), unde materia organică se acumulează în sol și sedimente. În plus, aceste funcții principale ale componentelor ecosistemului sunt parțial separate în timp, deoarece este posibil un interval de timp semnificativ între producția de materie organică de către organismele autotrofe și consumul acesteia de către heterotrofe. De exemplu, principalul proces din coronamentul unui ecosistem forestier este fotosinteza.

biogeocenoza heterotrofică a ecosistemului