Законы развития экосистем

1. Понятие «экосистема.

2. Законы развития экосистемы.

3. Учение Вернадского о биосферах.

4. Живое вещество, его свойства, функции.

1. Понятие «Екосистема»

Понятие екосистема» введено английским ботаником А.Тенсли в 1935 г.

Экосистема– совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов, которые их окружают.

Составные части экосистемы

биоценоз + биотоп

живая часть + неживая часть

Термины «биоценоз» ввел в 1877 году Мебиус.

Биоценоз– природное сообщество, ориентированное длительной историей приспособления видов друг другу и к условиям среды.

Составные части – зооценоз, фитоценоз, микробеценоз, микоценоз.

Все виды связи нет вредных и полезных видов.

Формы cвязи между организмами

Продуценты– строят свои тела за счет неорганических соединений (фото- и хеносинтез)

Консументы– трансформируют готовые органические вещества в новые формы.

Редуценты– живут за счет мертвых организмов.

Совокупность особей одного вида – популяция, местообитания популяций – стадия.

Каждый вид занимает особую эконишу.

Понятие «экологическая ниша» ввел в 1927 году Чарлз Элтон.

Экологическая ниша – совокупность занимаемого пространства и используемых ресурсов.

Свойства

Надежностьэкосистемы

Устойчивость (толерантность)– выдерживают изменения, создаваемые внешним воздействием; оказывают сопротивление техногенным воздействиям; восстанавливается или самовосстановления

Равновесие– способность сохранять устойчивость в пределах регламентирующих границ при антрогенных изменениях.

Живучесть– способность к самовосстановлению.

Безопасность– риск потери устойчивости, равновесия и живучести.

Экосистема озера, леса (неограничено росту ………….возможности продуцент – редуцент).

Сукцессионный ряд– цепь сменяемых друг друга экосистем

озеро – болото – луг – лес – степь

Понятие о биогеоценозе ввел в 1940 г. советский эколог В.Н.Сукачев. Биогеоценоз согласно Сукачеву – это совокупность на любом притяжении земной поверхности однородных природных явлений, имеющих определенный тип обмена веществом и энергии (рис.)

Рис. Составные части биогеоценоза

Таким образом, биогеоценоз состоит так же как экосистема из двух составных частей, только в отличии от Тенсли неживую часть экосистемы Сукачев назвал экотопом.

Биоценоз представляет собой совокупность четырех сообществ меньшего порядка, а именно фитоценоз – сообщество растений, зооценоз – сообщество животных. Микоценоз – сообщество грибов и микробоценоз – сообщество микроорганизмов. И если в экосистеме может отсутствовать один или несколько сообществ, то в биоценозе обязателен фитоценоз, он является неотъемлемой частью биоценоза.

То есть, понятия биоценоз и экосистема очень близкие понятия, но не тождественные понятия, так как любой биоценоз является экосистемой, но не любая система является биоценозом.

Такое различие в определениях связано с тем, что английский и советский ученые работали независимо друг от друга, чему поспособствовала политическая ситуация тех времен.

По происхождению экосистемы бывают природные (естественные) и антропогенные. Первые формируются под воздействием природных факторов, хотя на них может оказывать влияние человек. Вторая – создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности.

Примером созданных человеком экосистем могут служить поля, сады, лесопосадки и т.д. В них складываются те же пищевые цели. что и в естественной среде.

За счет солнечной энергии СО₂, Н₂О и элементов минерального питания экосистемы производят листовую массу растений, животную биомассу, т.е. биологическую продукцию. Средняя продуктивность экосистемы Земли около 0,3 кг/м² в год. Продуктивность экосистемы зависит от ресурсов почвы, атмосферы и гидросферы. И в те и другие экосистемы энергия поступает извне и проходит ряд превращений. Оба вида экосистем в настоящее время испытывают влияние человека, которое может быть прямым (охота, вырубка леса, распашка земель и др.) и косвенным (строительство дорог, предприятий, разливы нефти и др.) часто наносящие значительный ущерб для природы из-за отсутствия приспособительных реакций живых организмов на антропогенное воздействие.

Существенным различием между естественной и антропогенной экосистемами является баланс питательных веществ. В природной осуществляется биологический кругооборот СО₂, воды и элементов минерального питания. В антропогенной экосистеме значительную часть веществ человек уносит с урожаем и для восстановления этих потерь необходимо внесение удобрений.

В природной и антропогенной экосистемах сильно отличает видовой состав растений и животных. Как правило, преобладают монотипные насаждения: картофельные поля, фруктовые сады, в то время как в природных системах число видов исчисляется несколькими сотнями, данный факт естественно приводит к снижению устойчивости антропогенных экосистем. Несмотря на то, что они занимают 10% поверхности суши (12 млрд. га) дают человеку около 90% пищевой энергии.