Класифікація екосистем

Структура біогеоценозу (екосистеми).

Біогеоценоз містить два компоненти:

• біотоп (грец. топос – місце) – сукупність на певній території абіотичних факторів – кліматичних і ґрунтових;
• біоценоз – сукупність живих організмів: I – рослин (фітоценоз), II – тварин (зооценоз); III – мікроорганізмів (мікробіоценоз); IV – грибів (мікоценоз) – біотичний фактор.

Кожний біоценоз має:

• видову структуру (різноманітність видів, співвідношення їх чисельності);
• просторову структуру, яка визначається ярусним розташуванням різних видів рослин;
• екологічну структуру, яка визначається співвідношенням популяцій різних екологічних груп організмів за типом живлення.

Розрізняють а втотрофи – організми, що здатні утворювати органічні речовини з неорганічних за допомогою сонячного світла (фотосинтез) або енергії хімічних реакцій (хемосинтез). Гетеротрофи – організми, що живляться готовими органічними речовинами. У кожній екосистемі можна виділити такі компоненти:

1) неорганічні речовини (вуглець, азот, вуглекислий газ, вода та ін.), які вступають у кругообіг;

2) органічні речовини (білки, вуглеводи, ліпіди та ін.), які об’єднують біотичну та абіотичну частини екосистеми;

3) клімат (температура, вологість, тиск та ін.);

4) продуценти – автотрофні організми, здатні утворювати органічні сполуки з неорганічних;

5) консументи – гетеротрофні організми, які споживають готову органічну речовину;

6) редуценти (деструктори) – гетеротрофні організми, які розкладають органічну речовину до неорганічних сполук.

За масштабами екосистеми поділяються на: мікроекосистеми (калюжа, ставок), мезоекосистеми (ліс, озеро), макроекосистеми (континент, океан). Глобальною екосистемою є біосфера.

За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на природні, антропогенно-природні та антропогенні. У промислово розвинутих країнах майже не залишилось природних екосистем, не видозмінених діяльністю людини. Лісові насадження, луки, ниви – все це антропогенно-природні екосистеми, які хоча й складаються з природних компонентів, але створені і регулюються людьми. До антропогенних екосистем належать такі, в яких переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувались до цих специфічних умов. Прикладом таких екосистем є міста, промислові вузли, села, кораблі.

Залежно від роду діяльності людини антропогенні екосистеми поділяють на:

1) промислові (екосистеми металургійного заводу, харчового виробництва та ін.);

2) сільськогосподарські (агроценози, птахофабрики, тваринницькі ферми та ін.);

3) міські екосистеми – урбоекосистеми (екосистеми комунального господарства, житлового будинку та ін.).

Раніше від інших були створені людиною сільськогосподарські екосистеми з метою забезпечення її потреб у продуктах харчування. Агроценози (грец. „агрос” – поле і „ценоз” – загальний) – це ценози, що утворюються і підтримуються людиною завдяки розробленій нею системі агротехнічних та агрохімічних заходів. Вони характеризуються видовою бідністю і одноманітністю, що обумовлює слабку стійкість агроценозів, збільшення кількості шкідників і бур’янів. Без постійного втручання людини вони руйнуються і зникають. Агроценози характеризуються високою продуктивністю одного або кількох видів рослин і тварин і постачають людству до 90% продуктів харчування.

Рис. 1. Трофічні рівні в екосистемі і піраміда біомас

Всі живі і неживі компоненти екосистеми повязані процесами взаємного обміну речовин та енергії.

Всі екосистеми мають загальний принцип будови і діяльності, всі вони складаються з живих організмів і фізичного середовища їх проживання і знаходяться у взаємодії з ним. Це відноситься як до водних екосистем, так і до екосистем суші; це притаманно і крупним за розміром та за просторовим розташуванню екосистемам, і маленьким (це і біосфера як глобальна екосистема, і, наприклад, ставок чи поляна в лісі).

Трофічний рівень – сукупність організмів, які одержують перетворену в їжу енергію Сонця і хімічних реакцій (від автотрофів) через однакове число посередників трофічного ланцюга: перший рівень (без посередників) – продуценти; другий рівень – первинні консументи (організми які живляться тільки рослинною їжею); третій рівень – вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів, четвертий – вторинні хижаки тощо.

Оптимізаціяекосистем – (відомо з математики): оптимізація - це одержання максимуму можливого при мінімумі затрат. В екології: прагнення до стану найбільш близькому до стану динамічної рівноваги (квазістаціонарного стану) - екологічно оптимальна густина населення, тварин, рослин, яка не веде до підриву кормової бази або виснаження грунтів.

4. Трансформація енергії та речовини в екосистемі. Джерела й кількість енергії в біосфері

Трофічні рівні – групи організмів, що пов'язані харчовими зв'язками, які забезпечують необхідний рівень обмінних процесів в екосистемі (біоценозі) і займають певне положення в загальному ланцюгу живлення. Рослини (продуценти) в процесі фотосинтезу утворюють основну біомасу екосистеми, за рахунок якої живуть тварини (консументи) і більшість мікроорганізмів (редуценти). Частина з них споживає безпосередньо живі рослини або рештки рослин (1-й Т.р.). Інші живляться тваринами — консументами (хижаки, паразити), утворюючи 2-й, а іноді 3-й і 4-й Т.р. Залежно від якісного і кількісного складу біоценозів Т.р. можуть мати різні ступені складності.

Ланцюги живлення – послідовність груп організмів, кожна з яких (ланка живлення) є їжею для наступної ланки, тобто зв’язані відношенням їжа – споживач (хижак – жертва, паразит – господар тощо).

Первинна продукція - це частина живої речовини, яка створюється завдяки діяльності організмів з автотрофним типом жив­лення. У межах первинної продукції розрізняють валову та чи­сту продукцію. Валовою продукцією називають масу органічної речовини, яка утворюється при фотосинтезі або хемосинтезі. Але, природно, якась частина первинної продукції витрачається на дихання. Залишок органічних речовин після цих витрат і ста­новить чисту продукцію. Різниця між валовою та чистою про­дукцією досить велика, чиста продукція складає 40-80% вало­вої продукції. Для екології основне значення має чиста продук­ція і тому, оцінюючи процес біопродукування, звичайно мають на увазі саме чисту продукцію.

Вторинна продукція складається з органічних речовин, які утворюються при гетеротрофному типі харчування. Вторинна продукція завжди менша, ніж первинна, оскільки, по-перше, не вся первинна продукція з'їдається гетеротрофними організмами, частина її накопичується у ґрунті у формі гумусу (доречі, кам'яне вугілля - це також залишок мінералізованої біомаси, яка створена автотрофними організмами), і, по-друге, гетеротрофи не можуть забезпечити 100% перетворення первинної продукції у вторинну.

Біомаса - кількість речовин живих організмів, яка нагромаджена в популяції, біоценозі або біосфері на будь-який момент часу. Виражається в одиницях сирої або сухої маси, іноді в одиницях енергетичного еквівалента на одиницю поверхні або об'єму. У біосфері Б. рослин (фітомаса) становить 99 %, тварин (зоомаса) - лише 1 %. Величина Б. на Землі, залежить від кількості сонячної енергії, що фіксується рослинами в процесі фотосинтезу (0,1-0,2 % сонячної енергії, яку дістає Земля щороку), і кількості речовин, що беруть участь у біологічному колообігу речовин. Величина Б. та швидкість її збільшення характеризують біологічну продуктивність виду, угруповання або екосистеми. Вивчення Б. має велике значення для раціонального використання ресурсів біосфери і організації охорони природи.

Дата добавления: 2015-05-24