Экосистема егэ определение

Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой
их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.

Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять
биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со
связями между ними.

Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.

Экосистема

Продуценты, консументы и редуценты

Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям разделены на:

  • Продуцентов
  • Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические
    вещества, потребляемые животными.

  • Консументы
  • Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные
    организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.

  • Редуценты
  • Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые
    растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они
    преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.

Продуценты, консументыи и редуценты

Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые
тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ,
рождения новой жизни.

Пищевые цепи

Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое
предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.

Продуценты, консументыи и редуценты

Трофические цепи бывают двух типов:

  • Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
  • Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных

Пищевые цепи

В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем,
что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих
мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.

Экосистемы обладают важным свойством — устойчивостью, которая противостоит колебаниям внешних факторов
среды и помогает сохранить экосистему и ее отдельные компоненты. Устойчивость экосистемы обусловлена:

  • Большим разнообразием обитающих видов
  • Длинными пищевыми цепочками
  • Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
  • Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

Пищевая сеть

Экологическая пирамида

Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы
(пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей
с повышением трофического уровня.

Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической
пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.

Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с
изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и
10000 кг фитопланктона.

Правило экологической пирамиды

Агроценоз

Агроценоз — искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз
характеризуется:

  • Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
  • Источник энергии — солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
  • Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
  • Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
  • Биомассы на единицу площади — мало

Агроценоз

Биоценоз характеризуется:

  • Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
  • Источник энергии — солнце (открытая система)
  • Круговорот веществ — замкнутый
  • Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
  • Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
  • Биомассы на единицу площади — много

Биоценоз

Факторы экосистемы

Любой организм в экосистеме находится под влиянием определенных факторов, называемых экологическими факторами.
Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

  • Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)
  • К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические —
    состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность,
    температура, влажность.

    Абиотические факторы экосистемы

  • Биотические (греч. βίος — жизнь)
  • К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют
    численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы
    взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).

    Биотические факторы экосистемы

  • Антропогенные (греч. anthropos — человек)
  • К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности.
    Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.

    В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось
    глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.

    Антропогенные факторы экосистемы

За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ,
растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого
организма вырабатывается своя адаптация.

Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного
поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.

Листопад

Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается
биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность
человека играет решающую роль в исчезновении видов.

Морская крова

Закон оптимума

Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то
про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный
для жизнедеятельности.

За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума,
то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах
выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.

Закон оптимума

Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим
(лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор,
который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает
переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора
сводит на нет благоприятность остальных факторов.

Бочка Либиха

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы

Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определённых отношениях, образуя тем самым так называемые экологические системы.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный — микробоценозом.

Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз.

Биотоп — определённая территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва).

Биогеоценоз — совокупность биоценоза и биотопа.

Экосистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ.

Термин экосистема был предложен английским учёным А. Тенсли (1935), а термин биогеоценоз — российским учёным В. Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз — это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.

Структура и функционирование экосистем

Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

Пространственная структура — распределение организмов разных видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется, прежде всего, растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).

Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими, или викарирующими.

Любая популяция занимает определённое местообитание и определённую экологическую нишу. Местообитание — это территория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Экологическая ниша — место популяции в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический статус) и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т. п.). Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».

Функциональные группы организмов в экосистеме

Группа Характеристика Организмы
Продуценты Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез Растения и автотрофные бактерии
Консументы Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов Животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы
Редуценты Гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ Сапротрофные бактерии и грибы

Пищевые цепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания.

Цепь питания — последовательность организмов, по которой передаётся энергия, заключённая в пище, от её первоначального источника. Каждое звено цепи называется трофическим уровнем.

В пищевой цепи редко бывает больше 4–5 трофических уровней.

Трофические уровни в цепи питания

Уровень Группа организмов Организмы
Первый Продуценты Автотрофные организмы, преимущественно зелёные растения
Второй Консументы первого порядка Растительноядные животные
Третий Консументы второго порядка Первичные хищники, питающиеся растительноядными животными
Четвёртый Консументы третьего порядка Вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными
Последний Редуценты Сапротрофные бактерии и грибы, осуществляющие минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества

Типы пищевых цепей

Тип Характеристика Примеры
Цепи выедания (или пастбищные) Пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтезирующих организмов Фитопланктон → зоопланктон → рыбы микрофаги → рыбы макрофаги → птицы ихтиофаги
Цепи разложения (или детритные) Пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных Детрит → детритофаги → хищники микрофаги → хищники макрофаги

Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.
В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых, в свою очередь, может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.

Поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.
В то же время энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправлено от автотрофов к гетеротрофам.
При передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики) и только около 10 % от первоначального количества передаётся по пищевой цепи.
В результате пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид.

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 телёнка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 107 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребёнка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребёнка в течение одного года.

Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана имеет перевёрнутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

Биологическая продуктивность экосистем

Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называется биологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.
Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть её расходуется на поддержание жизнедеятельности растений — траты на дыхание (40–70%). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.
Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.
Масса организмов определённой группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.
Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки её консументами и редуцентами, то это ведёт к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мёртвого органического вещества. Это ведёт к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т. п. В стабильных экосистемах биомасса остаётся постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

Динамика экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Поступательные изменения — изменения в биоценозе, в конечном счёте приводящие к смене этого сообщества другим. Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (экосистемы) другим(-ой) в результате влияния природных факторов (как внешних, так и внутренних) или воздействия человека. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в сукцессии, называется сукцессионный ряд, или серия. Каждая предыдущая стадия (сообщество) формирует условия для развития последующего сообщества. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озёр и образование болот и др. (табл.)

Типы сукцессий
Тип Характеристика Примеры
В зависимости от участия человека
Природные Происходят под действием естественных причин, не связанных с деятельностью человека Появление пруда в результате деятельности бобров; восстановление биоценоза после пожара, вызванного естественными причинами
Антропогенные Обусловлены деятельностью человека Эвтрофикация (зарастание) водоёма в результате попадания в него азотных и фосфорных удобрений с сельскохозяйственных полей; восстановление биоценоза после пожара, вызванного человеком
В зависимости от первоначального состояния субстрата, на котором развивается сукцессия
Первичные Развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами Развиваются на скалах, обрывах, застывшей лаве, сыпучих песках, отмелях, в новых водоёмах
Вторичные Происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения В результате вырубки леса, пожара, распашки, осушения, орошения земель
В зависимости от причин, вызвавших сукцессию
Аутогенные (самопорождающиеся) Возникают вследствие внутренних причин (изменения среды под действием сообщества) Регулярно-периодическое выгорание калифорнийской и австралийской чапарали в результате формирования огнеопасной среды
Аллогенные (порожденные извне) Вызваны внешними причинами Опустынивание степей в результате изменения климата (уменьшения количества осадков)

В своём развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

Природные экосистемы

В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.
Наземные экосистемы:
1. Тундра: арктическая и альпийская.
2. Бореальные хвойные леса.
3. Листопадный лес умеренной зоны.
4. Степь умеренной зоны.
5. Тропические злаковники и саванна.
6. Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом).
7. Пустыня: травянистая и кустарниковая.
8. Полувечнозелёный тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами).
9. Вечнозелёный тропический дождевой лес.
Пресноводные экосистемы:
1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды, водохранилища и др.
2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.
3. Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).
Морские экосистемы:
1. Открытый океан (пелагическая экосистема).
2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды).
3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, солёные марши и др.).
5. Глубоководные рифтовые зоны.
Помимо основных типов природных экосистем (биомов) различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Антропогенные экосистемы

Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т. д.) и редуценты (сапротрофные грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.
Отличия агроценозов от естественных биоценозов:
• незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);
• короткие цепи питания;
• неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);
• источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);
• искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);
• отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др.
Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.
Урбосистемы (урбанистические системы) — искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т. д.

Компоненты экосистемы.

Автор статьи — Л.В. Окольнова.
Давайте сначала определимся с тем, что такое экосистема.

Это биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания, системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Вопрос. Является ли экосистемой лужа, в которой развились амёбы, мелкие фильтраторы — коловратки, рачки дафнии и инвузория-туфелька?

Это один из вопросов части С ЕГЭ по биологии. Является ли такая лужа экосистемой?

Организмы есть, среда обитания есть….

Вот тут очень важный момент: должны быть не просто разные организмы, они должны составлять трофические цепи или сети, т.е. обязательно должны быть продуценты, консументы и редуценты.

1

2

Организмы — продуценты

Консументы 1-го и выше порядка

Организмы — редуценты

Растения — автотрофы (фототрофы)

Бактерии — автотрофы:
— фототрофы
—  хемотрофы

все животные

Бактерии и грибы

здесь работает правило экологической пирамиды (правило Линдемана или правило 10%):

3

“Весьма приближенно можно считать, что при передаче от одного пищевого (трофического) уровня к следующему количество доступной энергии уменьшается на порядок” р.Линдеман.

10%

90%

переход энергии на следующий уровень —       выделение тепла;

—       обмен веществ;

—       рост организмов

Экологические факторы.

5

Химические абиотические факторы: влажность воздуха, состав почвы, газовый состав и т.д.

Например, некоторые рыбы живут только в соленых водах, как кислотность почвы влияет на растения, можно услышать от садоводов — огородников — они спецы в этом вопросе! :)

Физические абиотические факторы: давление, скорость движения воды (или наоборот, застойная вода), ветер, и т.д.

Геотропизм — корень растений всегда растет по направлению к центру Земли — срабатывает магнитное притяжение.

Фототропизм — противоположное явление — растения своей надземной частью всегда тянутся к солнышку, разворачивают к нему свои листья и цветки

Фотопериодизм — зависимость жизнедеятельности растения от длинны светового дня. Ведь именно из-за того, что световой день становится короче, растения меньше фотосинтезируют, меняют свою окраску, а затем вообще сбрасывают листья и погружаются в спячку.

Земноводные и амфибии напрямую зависят от температуры. Либо они активны, либо в спячке.

Биотические факторы

Взаимоотношения живых организмов в пищевой системе мы уже рассмотрели

8

Есть еще типы взаимоотношений, которые мы представим в виде таблицы — выгода организмов от взаимодействия друг с другом:

Тип взаимоотношений Выгода одного организма Выгода второго организма
нейтрализм(оба организма никак не влияют на жизнь друг друга)

0

0

комменсализм 

+

один организм использует другой как ресурс (питание, дом, защита и т.д.

0

от “сожителя” нет вреда

мутуализм = симбиоз(взаимовыгодное сотрудничество)

+

+

паразитизм 

+

один организм использует другой как ресурс (питание, дом, защита и т.д.

носитель отравляется продуктами жизнедеятельности “сожителя”, да и самому не хватает ресурсов

Часто встречается такой вопрос — а какова роль паразитов? Вирусы, болезнетворные бактерии, грибковые возбудители, паразиты….

Нам, как жертвам, эта роль представляется исключительно вредоносной. Но у экосистемы свои законы.

Все эти организмы — регуляторы численности.

Если у скотовода приплод оказался больше, чем он ожидал, то с одной стороны — радость, а с другой — морока — надо бежать закупаться вакцинами и сыворотками…

Если в лесу по каким-то причинам резко возрастет численность зайцев, то сначала возрастет и численность волков — обилие пищи способствует увеличению численности. Но затем численность и жертв и хищников обязательно снизится.

Закон оптимума

Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности.

Иными словами, есть границы положительного действия любого фактора в экосистеме и выход за эти границы негативно влияет на всех участников системы.

7

Абиотические факторы

К сожалению, зачастую человек очень негативно влияет на экосистемы.

● парниковый эффект (сейчас есть много гипотез, отвергающих прямое влияние человека на потепление, но доказательств пока нет);

● образование озоновых дыр (как и в прошлом пункте, есть гипотезы, что это естественный процесс);

● истребление видов (вот тут уже не поспоришь);

● истощение окружающей среды (вырубка лесов, добыча ресурсов);

● загрязнение окружающей среды (воды, почв, воздуха, даже космического пространства).

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Компоненты экосистемы.» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.

Публикация обновлена:
08.03.2023

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 443    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

Верны ли следующие суждения о свойствах экосистемы?

А.   Экосистема характеризуется числом организмов на каждом трофическом уровне.

Б.   Чем больше видов, тем сложнее сети питания.

Источник: ЕГЭ по биологии 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 3.


Что является главным источником энергии для организмов, обитающих на дне глубоководных экосистем в условиях недостаточности света и кислорода? Назовите организмы, приспособленные к жизни в данных условиях. Какую функциональную группу экосистемы они составляют?


Найдите три ошибки в приведённом тексте «Пищевые цепи». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.

(1) Агроэкосистемы и городские урбоэкосистемы относят к антропогенным экосистемам, структура которых создаётся, поддерживается и контролируется человеком в своих интересах. (2) Агроэкосистема характеризуется высокими продуктивностью и саморегуляцией. (3) Как и в природной экосистеме, в агроэкосистеме используется только энергия солнечного света. (4) Видовое разнообразие агроэкосистем невелико, часто преобладает монокультура. (5) В антропогенных экосистемах консументом является только человек, так как выбирает всю продукцию агроценоза. (6) Круговорот веществ в такой экосистеме несбалансированный, так как снижается возврат органических и минеральных веществ в почву. (7) В урбоэкосистему, помимо природных компонентов, входит созданная человеком особая среда – техносфера.

Источник: ЕГЭ по биологии 2020. Досрочная волна. Вариант 2


Установите соответствие между характеристиками и типами экосистем: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

А)  биомасса продуцентов больше биомассы консументов

Б) биомасса консументов больше биомассы продуцентов

В) богата йодом

Г) богата неорганическими соединениями азота

Д) занимает бóльшую часть Земли

ЭКОСИСТЕМЫ

1)  экосистема суши

2) экосистема моря

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А Б В Г Д

Какова роль бактерий и грибов в экосистеме?

1)  превращают органические вещества организмов в минеральные

2)  обеспечивают замкнутость круговорота веществ и превращения энергии

3)  образуют первичную продукцию в экосистеме

4)  служат первым звеном в цепи питания

5)  образуют доступные растениям неорганические вещества

6)  являются консументами II порядка

Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 1.


Каковы существенные признаки экосистемы?

1)  высокая численность консументов III порядка

2)  наличие круговорота веществ и потока энергии

3)  сезонные изменения температуры и влажности

4)  неравномерное распределение особей одного вида

5)  наличие производителей, потребителей и разрушителей

6)  взаимосвязь абиотических и биотических компонентов

Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 3.


Верны ли следующие суждения о биотических связях в экосистеме?

А.   Форму сожительства организмов разных видов, при котором один организм живёт за счёт другого, используя его в качестве среды обитания и источника пищи, относят к симбиозу.

Б.   Отношения в экосистеме между организмами разных видов со сходными потребностями относят к типу хищник  — жертва.

Источник: ЕГЭ по биологии 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 4.


Верны ли следующие суждения о структуре экосистемы?

А. В экосистеме леса сосуществуют продуценты, консументы, редуценты, которые образуют пищевые сети.

Б. При переходе от одного звена к другому в наземной пищевой цепи биомасса консументов превышает биомассу продуцентов.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба суждения

4)  оба суждения неверны


Биосфера  — глобальная экосистема, состоящая из большого числа более мелких систем. Каждая из них имеет определённый состав и структуру. Чем представлена структура экосистемы? Ответ обоснуйте.


Какие связи в экосистеме существуют между организмами


Совокупность популяций растений, животных и других организмов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих друг с другом и с факторами неживой природы, называют


Наиболее острая конкуренция в экосистеме леса существует между

4) березой и подберезовиком

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по биологии. Вариант 3.


Почему насекомых в экосистеме луга относят к организмам-потребителям?

1) питаются готовыми органическими веществами

2) служат пищей для насекомоядных животных

4) разлагают органические вещества

Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 3.


Продуцентом в экосистеме НЕ является

1)  росянка

2)  венерина мухоловка

3)  раффлезия

4)  кактус

Источник: Диагностическая работа по биологии 06.04.2011 Вариант 2.


Чья суммарная биомасса больше в экосистеме луга?

1)  мелких млекопитающих

2)  насекомых

3)  птиц

4)  растений


Роль консументов в экосистеме леса играют

1)  зайцы-беляки

2)  мухоморы

3)  почвенные грибы

4)  осины


Бактерии-сапротрофы в экосистеме озера

1)  окисляют минеральные вещества

2)  создают органические вещества в процессе фотосинтеза

3)  аккумулируют солнечную энергию

4)  разлагают органические вещества до минеральных

Источник: ЕГЭ по биологии 09.04.2016. Досрочная волна


Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Консументами в экосистемах являются

1)  пшеница и картофель

2)  опёнок и подосиновик

3)  бактерии гниения и пеницилл

4)  петров крест и повилика

5)  заяц и крот

6)  гриб-трутовик и спорынья


Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Редуцентами в экосистемах являются

1)  бактерии гниения и аспергилл

2)  люпин и тюльпан

3)  мышь и белка

4)  опёнок и лисички

5)  росянка и венерина мухоловка

6)  белый гриб и мухомор


Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Какие из приведённых ниже примеров верны для пищевой цепи выедания?

1)  начинается с растительного опада

2)  последним звеном в цепи являются редуценты

3)  с одного трофического уровня на другой передаётся около 10% энергии

4)  продуценты в цепи отсутствуют

5)  присутствуют продуценты и консументы

6)  длина цепи зависит от продуктивности экосистемы

Раздел: Основы экологии

Всего: 443    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Основные понятия

В заданиях ЕГЭ, посвященных экологии, можно встретиться с большим количеством терминов: биоценоз, биогеоценоз, биотоп, агроценоз, биосфера и, конечно же, экосистема.

Прежде всего, нужно определиться, какое значение имеет каждый из этих терминов.

Биоценоз – устойчивая совокупность популяций различных организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов), приспособившаяся за определенный исторический период к совместному существованию на однородном участке территории или акватории.

В биоценозе можно выделить составные части – элементы:

— фитоценоз – устойчивое сообщество растений

— зооценоз – сообщество взаимосвязанных животных

— микоценоз – совокупность грибов

— микробоценоз – сообщество микроорганизмов.

Как мы помним, организмы постоянно взаимодействуют не только друг с другом, но и с окружающей средой, то есть на них действуют и абиотические факторы.

 Биотоп – участок суши или водоема с однородными условиями среды обитания, занимаемый тем или иным биоценозом.

Постоянное взаимодействие биоценоза и биотопа определяет более сложной системы – биогеоценоза.

Биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых организмов (биоценоз) и определенными условиями среды обитания (биотоп), которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

 Биогеоценоз является предпоследним уровнем в системе организации живого. Выше него располагается биосфера, которой мы посвятим следующий теоретический блок.

Необходимо определить и понятие экосистемы.

Экосистемасообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии.

Казалось бы, это определение тождественно термину «биогеоценоз», однако это не так. Понятие «экосистема» не имеет ранга и размерности, поэтому оно применимо как к простым (муравейник, гниющий пень) и искусственным (аквариум, водохранилище, парк), так и к сложным естественным комплексам организмов с их средой обитания. Эту разницу нужно четко понимать.

Давайте обобщим:

Биогеоценозустойчивая исторически сложившаяся саморегулирующаяся экосистема. Любой биогеоценоз является экосистемой.

Не всякая экосистема – биогеоценоз.

Понятие агроценоз мы разберем в соответствующем разделе этого блока.

Цепи питания

Компонентами всех экологических систем являются живые организмы. Они взаимодействуют между собой, вступают в различные отношения, в том числе пищевые. Таким образом, они формируют пищевые цепи.

Пищевая цепочка – последовательность взаимосвязанных видов, в которой каждое последующее звено питается предыдущим. При этом у каждого организма в этой цепочке есть своя функция.

Продуценты – производители — 1 компонент типичной пищевой цепи. Их задача – производить органическое вещество. С ней успешно справляются автотрофные организмы: растения-фототрофы аккумулируют энергию солнца, переводя ее в энергию химической связи в молекуле глюкозы. При этом, как вы помните, они всасывают из почвы воду и минеральные вещества для обеспечения процессов жизнедеятельности. Бактерии-хемотрофы (нитрифицирующие, железо- и серобактерии) используют энергию окисления неорганических веществ для синтеза органических.

Консументы – потребители – 2 компонент цепи питания. Это организмы – гетеротрофы, питающиеся органическими веществами, которые были синтезированы продуцентами. К ним относят животных.

Выделяют несколько порядков консументов:

Консументы 1 порядка – травоядные животные. Это грызуны, зайцеобразные, олени и так далее. Они используют органическое вещество растений в качестве источника энергии и строительного материала для синтеза своих органических веществ и осуществления всех процессов жизнедеятельности.

Консументы 2 порядка – хищные животные. Они питаются растительноядными животными, используя их органическое вещество для своих нужд.

Консументами 3 порядка могут быть разные организмы: либо новые более крупные хищники, питающиеся более мелкими хищниками (хищная птица ест змею), либо падальщики, питающиеся останками умерших тел. Важно понимать, что падальщики не разлагают органические вещества мертвых тел до неорганических, а также как и все консументы используют их для синтеза своей органики и получения энергии.

Редуценты – разрушители — 3 компонент пищевой цепочки. Их основная задача – перевести органические вещества мертвых тел в неорганические. Таким образом, они замыкают круговорот веществ, позволяя растениям вновь использовать минеральные вещества, которые они выделили в почву. Эту задачу выполняют бактерии и грибы-сапрофиты.

Цепь питания записывается в виде последовательности организмов со стрелками, направленными от поедаемого к поедающему: растение (продуцент) → растительноядное животное (консумент 1 порядка) → хищное животное (консумент 2 порядка). Падальщики могут отсутствовать. При наличии нескольких видов хищников они будут образовывать новые порядки консументов (хищник К3 питается хищником К2, К4 питается К3 и тд). Редуцентов при записи цепи обычно не указывают, так как они участвуют в разложении не только тел умерших консументов 3 порядка, но и всех остальных участников цепи (даже самих редуцентов).

Схематично цепь питания изображена ниже:

Поскольку одним и тем же растением или животным могут питаться несколько организмов, то создаются сети питания, в которых тоже используется разделение по основным функциям, но участников больше.

Виды цепей питания

Классическая цепь питания, которую мы описали выше, называется пастбищной. Другое ее название – цепь выедания, так как в ней происходит последовательное использование органических веществ в процессе поедания одних организмов другими.

Пример пастбищной цепи: пшеница → мышь → змея

Схема пастбищной цепи: продуцент → консумент → редуцент.

Однако не все растения и животные поедаются какими-либо участниками пищевой цепи. Часть из них просто отмирает, формируя детрит.

Детрит — мертвое органическое вещество в экосистеме, временно исключенное из биологического круговорота элементов питания. К нему относят листовой опад, ил, а также экскременты животных (навоз).

Существуют организмы, питающиеся детритом, они называются детритофаги.

В природе формируются детритные цепи питания. Они начинаются мёртвым органическим веществом, которое было создано растениями и не использовалось в пастбищной цепи. Другое название этих цепей – цепи разложения.

Пример детритной цепи: листовой опад → дождевой червь → крот → бактерии.

Схема детритной цепи: детрит → детритофаг → консумент → редуцент.

Правило экологической пирамиды.

Анализируя состав пищевых цепей, ученые сделали вывод, что количество особей при переходе от одного звена к другому последовательно уменьшается. Эта закономерность была выражена в виде пирамиды, в которой для изображения каждого пищевого уровня был подобран прямоугольник, масштаб которого коррелировал с числом особей в нем. Подобные обобщения были созданы для массы организмов и для количества энергии.

Ниже приведены 3 пирамиды (численности, биомассы и энергии) для цепи питания люцерна (растение, которым питается КРС) → корова → человек.

В некоторых ситуациях пирамиды численности и биомассы могут быть перевернуты (например, на одном растении питаются несколько травоядных насекомых). Этот факт является их минусом, однако в большинстве случаев они все-таки имеют классический вид. Пирамида энергии лишена таких существенных недостатков, она всегда имеет правильное направление. В тоже время создание такой пирамиды – очень длительный и трудоемкий процесс.

Организм не может использовать всю энергию, которую он получает с пищей. Большая часть энергии рассеивается в виде тепла и теряется. Исходя из этой закономерности, было сформулировано правило экологической пирамиды (правило 10%): от одного звена пищевой цепи к последующему переходит только 10% энергии. Это правило можно применить и для пирамиды численности, и для пирамиды биомасс.

Поскольку количество энергии, массы и особей так прогрессивно снижается, длина пищевой цепи обычно не превышает 4-5 элементов.

Стоит обратить внимание, что все пирамиды составляются на определенный момент времени, поэтому не отражают динамику численности особей, процент увеличения биомассы одного трофического уровня на протяжении какого-то временного периода и так далее.

В заданиях ЕГЭ, посвященных экологии, можно встретиться с большим количеством терминов: биоценоз, биогеоценоз, биотоп, агроценоз, биосфера и, конечно же, экосистема.

Экосистема (биогеоценоз).
Структуры экосистемы

Раздел ЕГЭ: 7.2. Экосистема (биогеоценоз), ее компоненты: продуценты, консументы, редуценты, их роль. Видовая и пространственная структуры экосистемы. Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья. Правила экологической пирамиды. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)



Экосистема — совокупность живых организмов, тесно взаимодействующих между собой и со средой обитания.

Биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и неживых компонентов, которые объединены в единую систему обмена веществ и энергии. Комплекс живых компонентов — биоценоз, комплекс неживых компонентов — биотоп. Биогеоценоз относительно экосистемы выступает как частное от общего. Биогеоценозы — один из вариантов реально существующих экосистем.

 Экосистема (биогеоценоз)

Свойства экосистемы:

Устойчивость — способность выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями.
Саморегуляция — способность поддерживать определенную численность особей популяций в сообществе.

СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ

1) Биотическая часть

  • Продуценты — автотрофные организмы, преобразующие энергию Солнца или химических реакций в энергию органических соединений. К этой группе относятся растения и некоторые бактерии.
  • Консументы — гетеротрофные организмы, использующие готовые органические вещества (в виде пищи) как источник энергии и веществ, необходимых для их жизни деятельности.
  • Редуценты — грибы и гетеротрофные микроорганизмы, разлагающие органические вещества до неорганических.

2) Абиотическая часть

  • Неорганические соединения.
  • Органические соединения.
  • Климатические факторы.

продуценты, консументы, редуценты

ВИДОВАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРЫ ЭКОСИСТЕМЫ

Видовая структура экосистемы — совокупность видов растений и животных, образующих данный биогеоценоз. Она представлена всеми группами организмов. Нарушение какого-либо звена в цепи питания вызывает нарушение экосистемы в целом.

Популяции разных видов в экосистеме распределены особым образом (пространственная структура). Основу вертикальной структуры формирует растительность. Ярусность — разделение сообщества как в надземном, так и подземном пространстве на этажи. Мозаичность — характер горизонтального распределения виден в биотопе, определяемый неоднородностью почвенных условий, рельефом и деятельностью человека.


Это конспект для 10-11 классов по теме «Экосистема (биогеоценоз). Структуры экосистемы». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 8. Экология и учение о биосфере. Глава 8.3. Экология сообществ и экосистем.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

 8.3. Экология сообществ и экосистем

8.3.1. Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы

Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определённых отношениях, образуя тем самым так называемые экологические системы.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. Растительный компонент биоценоза называется фитоценозом, животный — зооценозом, микробный — микробоценозом. Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз.

Биотоп — определённая территория со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва).

Биогеоценоз — совокупность биоценоза и биотопа (рис. 8.12).

Структура биогеоценоза

Рис. 8.12. Структура биогеоценоза

Экосистема — система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ (рис. 8.13).

Термин экосистема был предложен английским учёным А. Тенсли (1935), а термин биогеоценоз — российским учёным В.Н. Сукачёвым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» — понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз — это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема — понятие более общее. Каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера — экосистема высшего порядка.

Функциональная схема экосистемы

Рис. 8.13. Функциональная схема экосистемы

8.3.2. Типы взаимоотношений между организмами

Существуют различные классификации взаимоотношений организмов.

Таблица 8.16. Классификация взаимоотношений организмов

Классификация взаимоотношений организмов

Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия (табл. 8.17, рис. 8.14—8.22).

Таблица 8.17. Типы отношений между организмами

Типы отношений между организмами

Примечание. (0) — существенное взаимодействие между популяциями отсутствует; (+) — благоприятное действие на рост, выживание или другие характеристики популяции; (-) — ингибирующее действие на рост или другие характеристики популяции. Типы 2-4 можно считать положительными взаимодействиями, 7-8 — отрицательными взаимодействиями, а типы 5 и 6 можно отнести к обеим группам.

В современной экологии часто используют понятие эксплуатация, которое включает отношения видов в пищевых цепях: растительноядность (фитофагию), хищничество и паразитизм. Либо все три случая называют хищничеством.

В ходе эволюции и развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счёт положительных, увеличивающих выживание обоих видов. Поэтому в зрелых экосистемах доля сильных отрицательных взаимодействий меньше, чем в молодых.

Протокооперация: рак-отшельник и актиния

Рис. 8.14. Протокооперация: рак-отшельник и актиния

8.3.3. Структура и функционирование экосистем

  Структура биоценоза.

Различают видовую, пространственную и экологическую структуры биоценоза.

Видовая структура — число видов, образующих данный биоценоз, и соотношение их численности или массы. То есть видовая структура биоценоза определяется видовым разнообразием и количественным соотношением числа видов или их массы между собой.

Пространственная структура — распределение организмов раз-пых видов в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Пространственная структура образуется прежде всего растительной частью биоценоза. Различают ярусность (вертикальная структура биоценоза) и мозаичность (структура биоценоза по горизонтали).

Экологическая структура — соотношение организмов разных экологических групп. Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав. Это связано с тем, что одни м те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Такие виды называются замещающими, или викарирующими.

Любая популяция занимает определённое местообитание и определённую экологическую нишу. Местообитание — это территория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Экологическая ниша — место популяции в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и его функциональную роль в сообществе (например, трофический статус) и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т. п.). Местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — это его «профессия».

  Функциональные группы организмов в экосистеме.

Как правило, и любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты (табл. 8.18).

Таблица 8.18. Функциональные группы организмов в экосистеме

Группа Характеристика Организмы
Продуценты Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез Растения и автотрофные бактерии
Консументы Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов Животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы
Редуценты Гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ Сапротрофные бактерии и грибы

  Пищевые цепи и сети.

Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания. Цепь питания — последовательность организмов, по которой передаётся энергия, заключённая в пище, от её первоначального источника. Каждое звено цепи называется трофическим уровнем (табл. 8.19). В пищевой цепи редко бывает больше 4—5 трофических уровней.

Таблица 8.19. Трофические уровни в цепи питания

Уровень Группа организмов Организмы
Первый Продуценты Автотрофные организмы, преимущественно — зелёные растения
Второй Консументы первого порядка Растительноядные животные
Третий Консументы второго порядка Первичные хищники, питающиеся растительноядными животными
Четвёртый Консументы третьего порядка Вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными
Последний Редуценты Сапротрофные бактерии и грибы, осуществляющие минерализацию — превращение органических остатков в неорганические вещества

Различают два типа пищевых цепей (рис. 8.15, табл. 8.20).

Y-образная модель потока энергии, показывающая связь между пастбищной и детритной пищевыми цепями

Рис. 8.15. Y-образная модель потока энергии, показывающая связь между пастбищной и детритной пищевыми цепями

Таблица 8.20. Типы пищевых цепей

Типы пищевых цепей

Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мёртвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.

В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых, в свою очередь, может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой — многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме (рис. 8.16),

Функциональное замещение видов в экосистеме

Рис. 8.16. Функциональное замещение видов в экосистеме: А — исходная структура трофических цепей; Б — структура после выпадения одного из видов

  Поток энергии и круговорот веществ в экосистеме.

В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, таки гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.

В то же время энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключённой в пище, в экосистеме осуществляется однонаправленно от автотрофов к гетеротрофам.

При передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики) и только около 10 % от первоначального количества передаётся по пищевой цепи.

В результате пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид (рис. 8.17).

Пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в), представляющие упрощённую экосистему

Рис. 8.17. Пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в), представляющие упрощённую экосистему: люцерна — телята — мальчик 12 лет

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 телёнка, л для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 107 растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24% солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребёнка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребёнка в течение одного года.

Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана имеет перевёрнутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

8.3.4. Биологическая продуктивность экосистем

Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называется биологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.

Первичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую. Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) — это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть её расходуется на поддержание жизнедеятельности растений — траты на дыхание (40—70%). Оставшаяся часть составляет чистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами или накапливается в экосистеме.

Вторичная продукция — биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.

Масса организмов определённой группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.

Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки её консументами и редуцентами, то это ведёт к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мёртвого органического вещества. Это ведёт к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т. п. В стабильных экосистемах биомасса остаётся постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

8.3.5. Динамика экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Поступательные изменения — изменения в биоценозе, в конечном счёте приводящие к смене этого сообщества другим. Сукцессия — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (экосистемы) другим(-ой) в результате влияния природных факторов (как внешних, так и внутренних) или воздействия человека (рис. 8.18). Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в сукцессии, называется сукцессионным рядом, или серией. Каждая предыдущая стадия (сообщество) формирует условия для развития последующего сообщества. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озёр и образование болот и др. (табл. 8.21).

Сукцессия пихтово-кедровой тайги после опустошительного лесного пожара

Рис. 8.18. Сукцессия пихтово-кедровой тайги после опустошительного лесного пожара: числа в прямоугольниках — колебания в длительности прохождения фаз сукцессии (в скобках указан срок их окончания)

Таблица 8.21. Типы сукцессий

Типы сукцессий

В своём развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

8.3.6. Природные и антропогенные экосистемы

Классификация экосистем. Существуют различные классификации экосистем: по источнику энергии, участию человека, размерам и т.д. (табл. 8.22).

Таблица 8.22. Классификация экосистем
по источнику энергии и участию человека

Классификация экосистем по источнику энергии и участию человека

Природные экосистемы. В зависимости от природных и климатических условий можно выделить три группы и ряд типов природных экосистем (биомов). В основе классификации для наземных экосистем лежит тип естественной (исходной) растительности, для водных экосистем — гидрологические и физические особенности.

Наземные экосистемы:

  1. Тундра: арктическая и альпийская.
  2. Бореальные хвойные леса.
  3. Листопадный лес умеренной зоны.
  4. Степь умеренной зоны.
  5. Тропические злаковники и саванна.
  6. Чапараль (районы с дождливой зимой и засушливым летом).
  7. Пустыня: травянистая и кустарниковая.
  8. Полувечнозелёный тропический лес (районы с выраженными влажным и сухим сезонами).
  9. Вечнозелёный тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

  • Лентические (стоячие воды): озёра, пруды, водохранилища и др.
  • Лотические (текучие воды): реки, ручьи, родники и др.
  • Заболоченные угодья: болота, болотистые леса, марши (приморские луга).

Морские экосистемы:

  1. Открытый океан (пелагическая экосистема).
  2. Воды континентального шельфа (прибрежные воды).
  3. Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
  4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, лиманы, солёные марши и др.).
  5. Глубоководные рифтовые зоны.

Помимо основных типов природных экосистем (биомов), различают переходные типы — экотоны. Например, лесотундра, смешанные леса умеренной зоны, лесостепь, полупустыни и др.

Антропогенные экосистемы. Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов (урожая). В них, так же как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т, д.) и редуценты (сапротрофные грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.

Отличия агроценозов от естественных биоценозов:

  • незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);
  • короткие цепи питания;
  • неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);
  • источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);
  • искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);
  • отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др.

Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.

Урбосистемы (урбанистические системы) — искусственные системы (экосистемы), возникающие в результате развития городов, и представляющие собой средоточие населения, жилых зданий, промышленных, бытовых, культурных объектов и т.д.


ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
8.3. Экология сообществ и экосистем


Просмотров:
20 927

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Экономфак мгу экзамены егэ
  • Экономфак мгу вступительные экзамены
  • Экономный способ литья егэ
  • Экономия электроэнергии сочинение
  • Экономическую систему можно рассматривать как гигантскую вычислительную машину егэ