Продуцирование и разложение в природе

Концепция экосистемы.

Термин «экосистема» был впервые предложен в 1935 году английским ученым А. Тенсли. Он понимал под экосистемой любую совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды.

Согласно Закону РФ «Об охране окружающей среды», 2002, ст. 1. экологическая система, или экосистема, - это «объективно существующая часть природной среды, которая имеет пространственно-территориальные границы и в которой живые (растения, животные и другие организмы) и неживые ее элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией». 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.

Природные экосистемы - это открытые системы: они должны получать и отдавать вещества и энергию. Запасы веществ, усвояемые организмами и прежде всего продуцентами, в природе не безграничны. Если бы эти вещества не использовались многократно, то жизнь на Земле была бы невозможна. Вечный круговорот биогенных компонентов возможен лишь при наличии функционально различных групп организмов, которые осуществляют и поддерживают поток веществ, извлекаемых ими из окружающей среды.

С точки зрения пищевых взаимодействий организмов, трофическая структура экосистемы делится на два яруса: 1) верхний - автотрофный ярус, или «зеленый пояс», включающий фотосинтезирующие организмы и 2) нижний - гетеротрофный ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, в котором преобладает разложение отмерших органических веществ снова до простых минеральных образований.

Состав экосистемы:

1) неорганические вещества, участвующие в круговоротах;

2) органические соединения, связывающие биотическую и абиотическую части;

3) воздушная, водная и субстратная среда с абиотическими факторами;

4) продуценты - автотрофные организмы;

5) консументы, или фаготрофы (пожиратели), - гетеротрофные организмы;

6) редуценты, или сапротрофы (питающиеся гнилью), - гетеротрофные организмы.

Фотосинтезирующие организмы создают органические вещества на Земле -продукцию - в количестве 100 млрд. т/год и примерно такое же количество веществ должно превращаться в результате дыхания растений в углекислый газ и воду. Однако 300 млн. лет назад в соотношении О₂/СО₂ баланс сдвинулся в сторону СО₂ возник избыток органического вещества, и часть продукции не расходовалась на дыхание и не разлагалась, а фоссилизировалась (окаменевала) в осадках, превратившись в уголь.

Дыхание - это процесс окисления, «сгорания» накопленного органического вещества. Различают аэробное, анаэробное дыхание и брожение. При обильном поступлении детрита в почву или в донный осадок деструкторы быстро расходуют кислород на его разложение, и оно резко замедляется вследствие «работы» только организмов с анаэробным метаболизмом. Иными словами, происходит некоторое отставание во времени гетеротрофного разложения от продуцирования, являющееся одним из важнейших свойств экосистемы (Ю. Одум, 1975). По этой причине разложение детрита путем его физического размельчения и биологического воздействия и доведение его сапрофагами до образования гумуса (гумификация) идет относительно быстро. Однако последний этап, минерализация гумуса, процесс медленный, обусловливающий накопление гумуса в почвах.

Дата добавления: 2014-01-06