Лекция 6 (2 часа) Основные среды жизни. Экологические факторы среды. Лимитирующие факторы и толерантность живых организмов. Адаптации живых организмов и условия их формирования

С позиций экологии среда обитания организма – это природные условия, объекты и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагается из множества динамичных во времени и пространстве явлений, процессов, элементов и условий, которые могут рассматриваться в качестве факторов.

Экологическим фактором называют любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы, по крайней мере, на протяжении хотя бы одной из фаз их индивидуального развития. Свойства среды постоянно меняются, и чтобы выжить, любое существо должно приспособиться к таким изменениям. Следовательно, организм реагирует на любой экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, которые называют адаптациями.

Экологические факторы могут быть природными и антропогенными (вызванные человеческой деятельностью). Природные факторы делят на абиотические (определяемые воздействием неживой природы) и биотические (вызываемые влиянием живых организмов).

Абиотические факторы представляют совокупность климатических и почвенно-грунтовых факторов, воздействующих как друг на друга, так и на живые существа. К ним относятся:

1. Климатические (свет, температура, влажность, движение воздуха, давление и др.).

2. Эдафические (механический состав, плотность, влагоёмкость, воздухопроницаемость и др.) – связанные с почвами.

3. Орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона и др.)

4. Химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и химический состав почв и др.).

Действие абиотических факторов всегда бывает совокупным.

Биотические факторы - совокупность взаимных влияний жизнедеятельности одних организмов на другие, которые могут быть прямыми и косвенными. Прямые определяются непосредственным воздействием одних организмов на другие (например, хищничество); косвенные проявляются в том, что одни организмы своим присутствием либо продуктами жизнедеятельности меняют условия среды обитания для других.

Взаимодействия живых организмов можно классифицировать по их реакциям друг на друга: выделяют гомотипические реакции между особями одного и того же вида (групповой и массовый эффекты, защита кормового участка или потомства, каннибализм) и гетеротипические (взаимодействие между особями разных видов).

Наиболее распространёнными видами взаимоотношений между живыми организмами являются:

· хищничество – непосредственное преследование и поедание одних видов другими;

· паразитизм – постоянное или временное существование организма-паразита на теле или внутри организма-хозяина;

· форезия – перенос одних видов другими;

· комменсализм (сотрапезничество) – один вид питается остатками пищи другого;

· синойкия – использование нор и гнёзд других видов;

· мутуализм – способность одних видов развиваться только в присутствии других;

· нейтрализм – взаимонезависимое существование совместно обитающих видов;

· аменсализм – один из видов не может нормально питаться и размножаться в присутствии другого;

· протокооперация – совместное гнездование нескольких видов птиц, способствующее защите от хищников;

· симбиоз – совместное неразделимое существование нескольких видов, и т.д.;

· конкуренция – каждый вид оказывает неблагоприятное воздействие, подавляя другой и вытесняя более слабый.

Одно из главных биотических воздействий – конкуренция. Конкурентные взаимоотношения среди животных могут иметь характер прямой физической борьбы на уничтожение (прямая конкуренция) или создания «невыносимых» условий для соперника (косвенная конкуренция). Если два вида с одинаковыми потребностями оказываются в одном сообществе, неизбежно вытеснение одного вида другим. Это отражается в законе конкурентного исключения Г.Гаузе: два вида с близкими экологическими требованиями не могут занимать одну экологическую нишу и входить в одну экосистему. Однако благодаря многообразию связей и ресурсов в природе чаще всего наблюдается лишь частичное совмещение экологических ниш. В этом случае сначала происходит взаимное угнетение конкурирующих видов, но в конечном счёте между ними устанавливается режим сосуществования, называемый конкурентным равновесием.

Среди растений конкуренция может возникнуть в виде борьбы за почвенную влагу, за питательные вещества в почвах, за «место под солнцем», за места размножения и распространения. В результате конкурентной борьбы доминирующий вид-эдификатор может постепенно вытеснить слабые и менее приспособленные виды или снизить их жизнеспособность.

В целом все взаимодействия и взаимосвязи между живыми организмами можно разделить на взаимополезные (мутуализм, симбиоз, протокооперация), полезно-нейтральные (комменсализм), полезно-вредные (хищничество, паразитизм, синойкия) и взаимовредные (аменсализм). Одно из главных биотических воздействий – конкуренция, суть которой заключается в соперничестве и антагонистических отношениях (а не сотрудничестве) видов в сходных экологических условиях, определяемых стремлением и необходимостью достигнуть преимущества по сравнению с другими организмами. Как виды, так и отдельные организмы конкурируют за пищу, территорию, условия размножения и др. Конкуренция является одним из главных механизмов регулирования численности организмов в живой природе и проявлением борьбы за существование. Ч. Дарвин считал конкуренцию движущей силой эволюции, поскольку в процессе естественного отбора побеждает и оставляет потомство сильнейший.

Антропогенные факторы. Биосфера как совокупность всех природных экосистем постоянно меняется не только под воздействием абиотических и биотических факторов. По мере возникновения, совершенствования и распространения научных достижений и передовых технологий, особенно во второй половине XX века, биосфера Земли стала испытывать влияние небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий, вызванных человеческой деятельностью. Под антропогенными воздействиями понимается деятельность, связанная с реализацией экономических, военных, культурных, рекреационных и других интересов человека, вносящие физические, химические, биологические изменения в ОПС. Ни один из экологических факторов не оказывает столь существенного воздействия на экосистемы и биосферу, как антропогенная деятельность. Изменения, производимые человеком в природной среде, могут быть благоприятными или неблагоприятными; сознательными или случайными; а виды воздействия – прямыми или косвенными. Воздействие человека на природные сообщества и экосистемы имеет, как правило, и положительные, и отрицательные стороны, хотя с позиций экологии любые формы вмешательства в природные циклы считаются неблагоприятными, поскольку их последствия далеко не всегда продуманы, определимы и предсказуемы.

Свойства среды постоянно меняются, и чтобы выжить, любое существо должно приспособиться к таким изменениям. Следовательно, организм реагирует на любой экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, которые называют адаптациями.

В природе трудно выделить воздействие какого-либо отдельного фактора. На живые организмы влияет одновременно целый ряд факторов, каждый из которых обладает определёнными количественными характеристиками: интенсивностью, диапазоном и длительностью воздействия.

По А.С. Мончадскому, приспособительные реакции организмов к тем или иным факторам среды определяются силой, длительностью, постоянством воздействия. Поэтому выделяют первичные периодические факторы, связанные с вращением Земли (смена времён года, суточной освещённости, чередование дня и ночи); вторичные периодические факторы (влажность, температура, осадки и др.), непериодические факторы (не имеющие цикличности).

Любому живому организму необходим комплекс определённых условий окружающей среды, причём разные виды могут обладать некоей амплитудой допустимых колебаний того или иного фактора, которая определяет возможности выживания и адаптации. Чем шире пределы значений какого-то фактора, тем выше устойчивость организма к нему – т.е. его толерантность (выносливость, терпимость).

В то же время разные виды могут различаться широкими или узкими границами приспособления к факторам среды, причём требования организма к этим факторам обуславливают границы его распространения (ареал) и место в экосистемах. Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида и его функциональных характеристик (преобразование веществ и энергии, обмен веществ со средой и т.д.), представляет экологическую нишу данного вида.

Весь диапазон значений фактора, при которых организм может существовать, называют зоной устойчивости или толерантности. Максимальное и минимальное значение фактора при которых может существовать организм называют порогами толерантности. Диапазон значений фактора наиболее благоприятный для жизнедеятельности организма, называют оптимумом, а значения, дающие худший эффект, но – пессимумом. В зоне пессимума организм испытывает определённый стресс в виде угнетения жизнедеятельности, а выход зону устойчивости может означать гибель организма.

Следовательно, для каждого вида растений и животных существует оптимум, стрессовые зоны угнетения и пределы (пороги) выносливости каждого фактора среды. Чем шире диапазон для экологического фактора, тем выше экологическая пластичность вида (экологическая валентность). Виды, способные существовать при небольших отклонениях от оптимальной величины фактора, называют узкоспециализированными, или стенобионтными, а имеющие широкий диапазон значений фактора – широко приспособленными, или эврибионтными.

Не все факторы, комплексно и одновременно воздействующие на живые организмы, являются для них равноценными. Избирательность видов и популяций по отношению к комплексу факторов обуславливает возможности заселения той или иной территории и соответственно регламентируют ареал расселения вида.

В экологии существует представление о т.н. лимитирующих факторах, сформулированное ещё в 1840 г. немецким химиком Ю.Либихом: урожай зависит от фактора, находящегося в минимуме – например, в почве полезные компоненты представляют достаточно сбалансированную систему, и недостаточное содержание хотя бы одного элемента снизит урожай. В конце XIX века Р.Митчерлих показал, что урожай зависит от совокупного воздействия всех факторов – температуры, влажности, освещённости, состава почв и др.

Несмотря на взаимное влияние факторов, они не могут в полной степени заменить друг друга: никакое растение не обойдётся без солнечного света, даже при оптимальном соотношении питательных веществ в почве. Это отражено в законе независимости факторов Вильямса: все условия жизни имеют равноправное значение, и ни один из жизненно важных (эссенциальных) факторов не может быть заменён другим.

В наиболее общем виде сложность влияния экологических факторов на организм отражена в законе толерантности Шелфорда: отсутствие процветания может определяться как максимумом, так и минимумом величины фактора, близким к пределам устойчивости данного организма. Это означает:

1. организмы могут иметь широкий диапазон толерантности по отношению к одному фактору, и узкий – для другого;

2. организмы с широким диапазоном толерантности являются, как правило, наиболее широко распространёнными;

3. пределы толерантности в период размножения растений и животных уже, чем в обычной жизнедеятельности: например, географическое распределение птиц чаще определяется влиянием климата на яйца и птенцов, а не на взрослых особей.

В зависимости от интенсивности и продолжительности воздействия практически все экологические воздействия могут рассматриваться в качестве факторов экологического риска. Обычно их разделяют на две большие группы: природные и социально-экономические. Даже привычные условия обитания живых организмов при превышении порогов чувствительности или выносливости могут превратиться в причину заболевания. Так, метеозависимые люди остро реагируют на колебания атмосферного давления, смену погоды и т.д.

Негативные факторы окружающей среды редко вызывают одинаковые последствия у всех лиц, составляющих данную популяцию. Это обусловлено биологическими особенностями организма каждого человека, возрастом, интенсивностью и характером труда, бытовыми условиями и т.д. Поэтому отрицательные факторы создают только предпосылки ухудшения здоровья. Чаще всего факторы экологического риска воздействуют на продолжительность жизни индивидуумов и населения в целом.

Одним из фундаментальных свойств живой природы является цикличность большинства происходящих в ней процессов. Свойства периодического изменения своей жизнедеятельности выработано живыми организмами в процессе длительного исторического развития, и такие изменения физиологического состояния называют биологическими ритмами.

Живые организмы имеют внешние (экзогенные) ритмы, связанные с климатическими, солнечными, географическими факторами, и внутренние (эндогенные) ритмы, обусловленные функционированием клеток, тканей, органов и систем органов.

Экзогенные биологические ритмы определяются:

А) вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли, солнечной активностью, радиацией, геомагнитными полями; и как следствие, периодическими изменениями экологических факторов, связанных с вращением Земли (световой режим, температура, морские приливы и отливы и др.).

Б) поведением других живых существ, фазами их жизненного цикла, активностью во времени и пространстве, и т.д.

Первая группа факторов имеет космическое, а вторая – земное происхождение.

И растения, и животные обладают различными механизмами, позволяющими достаточно точно определять положение Солнца, движение Земли, фазы Луны и т.д. Они живут и размножаются в темпе, соответствующем смене времён года, продолжительности светового дня, смене дня и ночи. Совпадение фаз жизненного цикла с теми или иными природными процессами имеет важнейшее значение для существования как вида, так и отдельных особей, и подкреплено соответствующими адаптациями.

Внутренние ритмы объединены в целостную систему и выступают в виде общей периодичности поведения организма, который осуществляет свои физиологические функции в определённом ритме. Время при этом выступает в качестве одного из важнейших экологических факторов, на который реагируют живые организмы в процессе адаптации к внешним циклическим изменениям. Эндогенные ритмы часто совпадают с внешними географическими циклами, но могут иметь независимый характер (например, сердечный цикл и частота дыхания в большей степени зависят от внутренних свойств организма, связанных с гормональной регуляцией данных процессов или физической активностью).

Среди адаптивных биоритмов следует назвать суточные, сезонные, годовые, приливно-отливные, а также соответствующие лунному месяцу (28 дней). Суточный и близкий к нему циркадный ритм, обусловленные вращением Земли, свойственен многим живым организмам. Так, у растений суточный ритм проявляется в прохождении световой и темновой фазы фотосинтеза, открывании и закрывании цветков (т.н. «цветочные часы»), поднятии и опускании листьев и т.д. У животных может наблюдаться дневной и ночной образ жизни, дневные и ночные миграции к поверхности водоёмов и в глубину, и т.д. У человека суточной периодичностью затронуто около 100 физиологических функций, в том числе сон и бодрствование, изменение температуры тела, чувствительность к болевым ощущениям, мышечная и умственная работоспособность и др.

У многих животных такая циркадная периодичность не сопровождается существенными отклонениями физиологических функций, а проявляется в изменениях двигательной активности. При полном постоянстве внешних условий циклы, близкие к суточным, сохраняются в течение длительного времени.

Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности живых организмов чувствовать время, что получило название «биологических часов». Их проявлениями могут быть поведение листьев и цветков растений, дневной и ночной образ жизни животных, миграции и др. Организмы, обладающие такими внутренними биологическими часами, имеют важное преимущество: они способны «предвидеть» регулярно повторяющиеся события и поэтому могут соответствующим образом подготовиться к переменам: например, это позволяет экономить время на поиск пищи, точно ориентироваться по небесным светилам во время миграций.

Способность чувствовать временные интервалы хорошо развита и у человека. В его организме с определённой продолжительностью и периодичностью идут многие биохимические процессы, с большой точностью (90 ± 2 минуты) меняются фазы «быстрого» и «медленного» сна, что связано с изменениями электрической активности мозга.

Гораздо меньше фактов о влиянии на живые организмы получены при анализе связей биоритмов с фазами Луны (несмотря на широкую распространённость в СМИ разного рода лунных календарей и астрологических прогнозов). Существуют приметы, говорящие о влиянии луны на урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность естественных лугов и пастбищ, поведение человека и животных. Периодичность, приближенная к лунному месяцу, выявлена у ряда животных в реакции на свет и на слабые магнитные поля, в скорости ориентации. Влияние Луны на гидробионтов прибрежной полосы морей и океанов связано прежде всего с чередованием приливов и отливов.

Ярким проявлением биологических ритмов служит сезонная периодичность природных процессов – смена времён года, также обусловленная вращением Земли вокруг Солнца. Такие периодические изменения проявляются в выработке определённого ежегодного ритма в жизнедеятельности растений и животных, согласованного с климатическими и метеорологическими факторами: они как бы заранее готовятся к холодному или тёплому времени года.

Сезонная периодичность связана с продолжительностью светового дня, которая меняется на протяжении целого года. Смена времён года связана не только с периодами обилия или недостатка пищи, но и с ритмом размножения, когда потомство (например, у коров, лошадей, овец) обычно появляется весной и подрастает в наиболее благоприятный тёплый период. Однако такая зависимость не универсальна: существуют весенне- и осенненерестящиеся виды рыб, размножение многих мелких млекопитающих (полёвок, мышей, леммингов) не имеет строгой сезонной зависимости и может идти в любой период года.

Помимо циркадных и сезонных ритмов, в природе наблюдается многолетняя периодичность биологических явлений, которая определяется:

· влиянием солнечной активности, имеющей 5, 6, 11, 80-летнюю цикличность;

· чередованием урожайных и неурожайных, обильных или малочисленных поколений, что отражается в популяционных волнах численности, и др.

Имеются данные о связи солнечной активности с показателями сельскохозяйственного производства (прямая зависимость для удоев молока, прироста шерсти и мясной продуктивности у овец, для динамики роста хвойных деревьев и др.), с периодичностью изменений свойств вируса гриппа, и т.д.

Одним из наиболее точно и регулярно изменяющихся факторов среды является длина светового дня, ритм чередования темного и светлого периодов суток. Именно этот фактор служит большинству живых организмов для ориентации во времени года.

Ритмические изменения морфологических, физических и биохимических свойств и функций под влиянием чередования и длительности освещённости называют фотопериодизмом. Такая фотопериодическая реакция – способность живых организмов реагировать на продолжительность светового дня – свойственна растениям различных таксономических групп, и по этому признаку выделяют растения короткого дня (цветение и плодоношение которых наступает при 8-12-часовом освещении – табак и конопля); растения длинного дня, которым для цветения нужна продолжительность дня не менее 12 часов – картофель, пшеница; растения, безразличные (нейтральные) к длине дня – горчица, томаты. Однако при очень короткой длине светового дня (до 6 часов) у многих растений наблюдается световое голодание сопровождающееся угнетением роста.

Фотопериодизм имеет важное значение в географическом распространении растений и в регуляции их сезонного развития. В высоких и умеренных широтах большинство растений относится к «длинному дню» и приспособлены к продолжительному освещению. Тропические виды в большинстве своём короткодневные или нейтральные. Существует много видов с нейтральной фотопериодической реакцией, у которых физиологические перестройки в цикле развития не зависят от длины дня. У таких видов либо развиты другие способы регулирования жизненного цикла (например, озимость у растений), либо они не нуждаются в точном его регулировании. Например, там, где нет резко выраженных сезонных изменений, большинство видов не обладает фотопериодизмом. Цветение, плодоношение и отмирание листьев у многих тропических деревьев растянуто во времени, и на дереве одновременно встречаются и цветки и плоды. В умеренном климате виды, успевающие быстро завершить жизненный цикл и практически не встречающиеся в активном состоянии в неблагоприятные сезоны года, также не проявляют фотопериодических реакций, например многие многолетние эфемероидные растения и эфемеры.

Среди насекомых также встречаются виды короткого дня (саранчовые, тутовый шелкопряд) и длинного дня (капустная белянка). У них продолжительность дня регулирует процессы, связанные с размножением и эмбриональным развитием, линькой, спячкой и миграциями.

Суточная периодичность светового режима обуславливает многочисленные приспособления к дневному и ночному образу жизни, и все физиологические процессы имеют максимумы и минимумы в определённое время суток. Многие животные имеют приспособления к неблагоприятным сезонным явлениям: зимняя и летняя спячка у рыб и млекопитающих, диапауза у насекомых, миграции птиц и т.д.

Изучением закономерностей сезонного развития природы занимается особая прикладная отрасль экологии – фенология (дословный перевод с греческого – наука о явлениях).

Лекция 7,8 (4 часа) Концепция экосистемы. Состав, структура, разнообразие экосистем. Популяции в экосистеме. Основные процессы в экосистемах: продуцирование, разложение, биологическое накопление, самоочищение. Круговорот вещества и энергии в экосистемах

Живые организмы и их неживое окружение неразделимы друг от друга, постоянно взаимодействуют. В этом сочетании в экологии рассматривается экосистема — основная функциональная единица. Часто современную экологию называют учением об экосистемах, раскрывающем закономерности состава, структуры, функционирования и эволюцию. Термин «экосистема» предложен в 1935 году английским ботаником А. Тэнсли. Оформление современных представлений об этом понятии произошло в начале 20 века. Существует ряд определений экосистемы.

Термин экосистема был предложен А. Тенсли в 1935 году, который считал, что экосистема - это единая открытая функциональная система, образованная организмами и средой их обитания с которой они активно взаимодействуют.

Биоценоз - совокупность организмов разных видов,

Биотоп - пространство, занимаемое биоценозом. Это географическое пространство обладает достаточными для поддержания жизни ресурсами. Биотоп может быть как неорганической, так и органической природы (у паразитов).

В современном понимании экосистема – это совокупность совместно проживающих популяций и неживой среды их обитания, взаимодействующих с данной средой таким образом, что поток энергии и вещества создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ внутри этой системы.

В отечественной литературе как синоним понятия «экосистема» применяется термин «биогеоценоз», предложенный В.И. Сукачевым в 1940 г.

«Биогеоценоз — динамическое и устойчивое сообщество растений, животных, микроорганизмов, находящиеся в непосредственном контакте и постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы, литосферы».

Сущность понятий «экосистема» и «биогеоценоз» практически одна и та же, т.к. они в первую очередь характеризуют надвидовой уровень организации биологических систем.

Основные отличия заключаются в том, что термином «биогеоценоз» обозначается природный комплекс живых организмов и окружающей среды, осуществляющий круговорот веществ на конкретном участке земной поверхности, границы которого можно даже нанести на карту, к тому же биогеоценозы обычно имеют свои определенные названия (ельник, злаково-полынная степь и др.). Тогда как термином «экосистема» обозначают любую совокупность живых организмов и условий среды, в которой может осуществляться круговорот веществ между живой и неживой частями, независимо от того, на какой конкретной поверхности Земли протекают эти события. Примером отдельных экосистем может быть разлагающаяся лепешка коровьего помета, небольшой временный водоем (канава, пруд, аквариум) или луг, лес, поле, озеро, или целый океан, материк, город или вся биосфера нашей планеты. Во всех этих и других случаях между живым населением и абиотической средой существуют теснейшие материально-энергетические связи, определяющие тип круговорота веществ и скорость протекающих процессов. Однако все это свойственно и биогеоценозу.

Несмотря на некоторые различия в смысловых нюансах, вполне правомерны оба термина, хотя они и не являются синонимами, главное, что они обозначают одно и тоже природное явление – многовидовую биосистему как систему надвидового уровня организации живой материи.

Так как все экосистемы, включая биосферу, являются открытыми, то для своего функционирования, они должны получать и отдавать энергию, т.е. реальная функционирующая экосистема должна иметь вход и выход переработанной энергии. Энергия солнечного света поступает в экосистему, где фотоавтотрофными организмами превращается в химическую энергию, используемую для синтеза органических веществ из неорганических. В экосистеме поток энергии направлен в одну сторону: часть поступающей энергии солнца, преобразуется растениями и переходит на качественно более высокую ступень, превращаясь в органическое вещество, которое представляет собой более концентрированную форму энергии. Большая часть солнечной энергии приходит через экосистемы и покидает ее. В отличие от энергии, вода и элементы питания, необходимые для жизни, могут использоваться многократно (после отмирания органические вещества превращаются в неорганические).

В настоящее время концепция экосистемы играет весьма важную роль в экологии благодаря гибкости самого понятия: к экосистемам можно относить биотические сообщества любого масштаба с их средой обитания – от пруда до мирового океана и от пня в лесу до обширного лесного массива – тайги и т.п.

В состав экосистемы входит два компонента: сообщество живых организмом или биоценоз (биотический компонент) и физико-химическая среда или биотоп (абиотический компонент).

К абиотическим относятся важнейшие элементы неживой природы:

- неорганические вещества и химические элементы, участвующие в биогенных круговоротах веществ (углекислый газ, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, калий, и т.д.);

-органические вещества, являющиеся отходами жизнедеятельности живых организмов или отмершими организмами (белки, жиры, углеводы и др.);

- воздушная, водная или литосферная среда обитания;

- климатический и погодный режимы;

- уровень фонового ионизирующего излучения и т.д.

Биотические компоненты представлены тремя группами организмов: продуцентами, консументами и редуцентами.

Процессы создания первичного органического вещества продуцентами в результате фото- или хемосинтеза (автотрофные процессы), процессы дальнейшего преобразования органического вещества консументами (гетеротрофные процессы) и редуцирующие процессы (процессы разложения мертвого органического вещества), происходящие в экосистеме, разделены в пространстве. Процессы фотосинтеза активно протекают в верхних слоях, куда проникает солнечный свет, гетеротрофные и редуцирующие – в почве, донных отложениях, т.е. в нижних слоях, поэтому пространственную структуру экосистем представляют в виде двух ярусов: верхнего и нижнего.

Верхний (автотрофный) ярус включает хлорофиллоносные части растений, в которых происходит синтез и накопление сложных органических соединений, а также преобразование солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ и накопление этой химической энергии. Этот ярус называют «зеленым поясом» Земли.

Нижний (гетеротрофный) ярус представлен консументами, редуцентами и их средой обитания (почва, донные отложения). Здесь преобладают процессы преобразования первичного органического вещества и процессы разложения мертвого органического вещества животных и растений. Данный ярус носит название «коричневый пояс» Земли.

Автотрофные и гетеротрофные процессы разделены не только в пространстве, но и вов времени. Так, на лугу, не используемом человеком для своих нужд, только небольшая часть зеленой массы используется консументами немедленно. Основная часть органического вещества растений отмирает и попадает в почву или донные осадки. Там оно может быть разложено до минералов редуцентами, а при избытке – частично перейти в ископаемое топливо.

Термин «экосистема» применим к взаимодействию биоценозов и биотопов различного размера. При этом различают:

· микроэкосистемы, подобные стволу погибшего дерева;

· мезоэкосистемы, например лес или пруд;

· макроэкосистемы, такие, как океан;

· мегаэкосистемы, биосфера, объединяющая все существующие экосистемы.

Широко используется классификация по биомам. Этот термин обозначает крупную региональную экосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта.

Различают наземные биомы, пресноводные экосистемы, морские экосистемы.

I Наземные экосистемы (перечисление идет от полюсов к экватору и от уровня моря к высокогорью). Типы экосистем:

1 Тундра арктическая и альпийская.

2 Бореальные хвойные леса (бореальный — северный).

3 Листопадный лес умеренной климатической зоны.

4 Степь умеренной зоны.

5 Тропические грассленды и саванны.

6 Чапараль — районы с засушливым летом и дождями зимой.

7 Пустыня травянистая и кустарниковая.

8 Полувечнозеленый тропический лес в условиях чередования влажных и сухих сезонов.

9 Вечнозеленый тропический дождевой лес.

В основе классификации наземных экосистем положены климатические условия и естественные черты растительного покрова.

<4 5 678 9 10 >

Дата добавления: 2015-06-05; просмотров: 2184;