Файл: Конспект по теме Биоценозы. Биогеоценозы. Экосистемы и их компоненты.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 40
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Круговорот веществ в экосистемах.
Для поддержания круговорота веществ в системе необходимы эти четыре компонента (хотя в принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена - консументов, за счет деятельности двух других групп организмов). Схема круговорота веществ в экосистеме приведена на рисунке.
-
Поток энергии и цепи питания.
Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. В конечном итоге вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые организмы являются объектами питания других, то есть связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены сложную сеть.
Таким образом, трофические сети в биогеоценозах очень сложные и создается впечатление, что энергия в них может долго мигрировать от одного организма к другому. На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4—6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов.
Цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества, называются пищевыми (трофическими) цепями
При составлении пищевых цепей необходимо соблюдать несколько правил:
• пищевые цепи короткие;
• пищевые цепи замкнутые;
• на первом трофическом уровне в цепи располагается продуцент или мертвое органическое вещество.
Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый уровень представлен чаще всего продуцентами, второй — растительноядными консументами, третий — плотоядными консументами, четвертый — плотоядными, потребляющими других плотоядных.
Чтобы ответить на вопрос о причинах небольшой длины пищевых цепей, нужно рассмотреть поток энергии в цепях питания.
Энергетический баланс консументов складывается из трат на рост, трат на дыхание и энергии неусвоенной пищи в виде экскрементов. Траты на дыхание во много раз больше энергетических затрат на увеличение массы самого организма, то есть основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животного на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая — на построение тела, рост и размножение. Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступать лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. По грубым подсчетам, эти потери составляют около 90 % при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь.
Таким образом, запас энергии, накопленный зелеными растениями, в цепях питания стремительно иссякает. Поэтому пищевая цепь обычно включает всего 4—5 звеньев. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, аналогичного круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии, постоянного поступления ее извне в виде солнечного излучения или готовых органических веществ.
-
Цепи выедания и детритные цепи разложения.
Трофические цепи, которые начинаются с фотосиптезирующих организмов, называются цепями выедания, или пастбищными, или цепями потребления.
Цепи, которые начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, называются детритными цепями разложения.
Таким образом, поток энергии, входящий в экосистему, разбивается далее как бы на два основных русла, поступая к консументам через живые ткани растений или запасы мертвого органического вещества, источником которого также является фотосинтез.
В разных типах экосистем мощность потоков энергии через цепи выедания и разложения различна. Так, в водных экосистемах основной поток энергии проходит через цепи выедания, а в сухопутных — через детритные цепи разложения.
-
Биологическая продуктивность экосистем.
Продуктивность сообщества определяется скоростью, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в ходе фотосинтеза.
Органическая масса, создаваемая растениями за единицу времени, называется первичной продукцией сообщества.
Прирост за единицу времени массы консументов называется вторичной продукцией сообщества.
Количество живого материала на различных трофических уровнях носит название урожая в поле(термин одинаково применимый к растениям и животным). Урожай в поле может быть выражен:
1) количеством организмов на единицу площади;
2) количеством биомассы.
Биомасса — суммарная масса организмов данной группы или всего сообщества в целом.
Биомасса сообщества с уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной, так как практически вся первичная продукция тратится в цепях питания.
-
Правила экологических пирамид.
Всем сообществам свойственны определенные количественные соотношения первичной и вторичной продукции, биомассы растений и животных и т. д. Эти закономерности получили название правил экологических пирамид.
Правило пирамиды продукции.
На каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени, больше, чем на последующем. Графически это правило выражается в виде пирамид, суживающихся кверху и образованных поставленными друг на друга прямоугольниками равной высоты, длина которых соответствует масштабам продукции на соответствующих трофических уровнях. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в цепях питания.
Правило пирамиды биомасс.
Суммарная масса растений оказывается больше, чем биомасса всех фитофагов и травоядных, а масса тех, в свою очередь, превышает массу всех хищников. Для океана правило пирамиды биомасс не действительно, так как она имеет перевернутый вид — на высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы.
Правило пирамиды чисел.
Общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Это связано с тем, что хищники, как правило, крупнее своих жертв, и для поддержания биомассы одного хищника нужно несколько или много жертв.
Все три правила пирамид выражают в конечном итоге энергетические отношения в экосистемах, и если первые два проявляются в сообществах с определенной трофической структурой, то пирамида продукции имеет универсальный характер.
Знание законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета потока энергии имеют важное практическое значение. Первичная продукция агроценозов является основным источником пищи для человечества. Не менее важна и вторичная продукция, получаемая за счет сельскохозяйственных животных.