В круговорот веществ в экосистеме, часто добавляются вещества попадающие туда извне. Эти вещества концентрируются в трофических цепях и накапливаются в них, т. е. происходит их биологическое накопление.

Биологическая продуктивность экосистемы.

Продуктивность экологической системы это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза, образуя органическое вещество, которое затем может быть использовано в качестве пищи.

Уровни производства органического вещества

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается 1-ая и 2-ая продукция. Органическая масса создаваемая продуцентами в единицу времени называется первичной продукцией, а прирост за единицу времени масса консументов называется вторичной продукцией.

Первичная продукция подразделяется на два уровня:

1. валовой;

2. чистый.

Валовая первичная продукция – это общая масса валового органического вещества создаваемая растениями в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание. Та часть валовой продукции, которая не израсходована, называется чистой первичной продукцией, и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Все живые компоненты экосистемы, т. е. продуценты, консументы и редуценты составляют общую биомассу и живые сообщества.

Биомассу обычно выражают через сырой и сухой вес, но можно выражать в энергетических единицах - в калориях, Дж., что позволяет выявить связь между величиной поступающей энергии и средней биомассой. В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в трофических сетях, и биомасса остается постоянной.

Экологические пирамиды.

Функциональные взаимосвязи, т. е. трофическую структуру можно изобразить графически, виде так называемых экологических пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершины пирамиды.

Известно три основные типа экологических пирамид:

Пирамиды чисел, отражающая численность организмов на каждом уровне (пирамида Элтана).

Пирамида биомассы характеризует массу животного вещества, т. е. общий сухой вес, калорийность.

Пирамида продукции или энергии, имеющие универсальный характер, показывающая изменения первичной продукции или энергии на последовательных трофических уровнях.

Динамика экосистемы.

Экосистемы испытывают те же динамические процессы, что и ее популяция и сообщества: цикличность, смену популяций и биоценоз.

Цикличность – суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних условий и проявления внутренних эндогенных ритмов организма, достаточно синхронно отражаются в цикличности всего сообщества.

Суточные циклы, – наиболее резко выраженные в условиях климата высокой кантинентальности, где значительная разница между дневными и ночными температурами.

Сезонная цикличность – выражается в том, что на определенный период из биоценоза выпадают группы животных пи даже целые популяции (опадания листвы, спячки).

Многолетняя цикличность - проявляется благодаря флуктуациями климата. Многолетняя периодичность в изменении численности биоценоза вызванная резко неравномерным выпадением осадков по годам с периодическим повторением засух.

Экологическая сукцессия.

Под экологической сукцессией, Одум понимает вообще весь процесс развития экосистемы. Ученый Реймэрс дал определение: сукцессия – это последовательная смена биоценозов преемственно (по наследству) возникающая на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействиях человека. Экологическая сукцессия происходит в определенный отрезок времени, в котором изменяется видовая структура сообщества и абиотическая среда его существования в плоть до кульминаций его развития, возникновения стабилизированной экосистемы, которую называют климаксом.

В этом состоянии система находится тогда, когда в ней на единицу энергии приходится максимальная биомасса и максимальное количество симбиотических связей между организмами. Для возникновения сукцессии необходимо свободное пространство в зависимости от первоначального состояния субстрата, различают вторичную и первичную сукцессию. Субстрат – это объект, на который воздействуют вещества (т.е. объект воздействия). 

Первичная сукцессия – это если формирование сообществ начинается на первоначально свободном субстрате.

Вторичная сукцессия – это последовательная смена одного сообщества, существовавшего на данном субстрате другим, более совершенном для данных абиотических условий. Вторичная сукцессия часто является следствием деятельности человека. Классическим примером сукцессии является «старение» озерных экосистем. так называемая эвтрофикация (зарастание озер – от берегов к центру).

Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессиях сообществ называется сукцессиональной серией. Сукцессии разномасштабны и иерархичны также как и сами экосистемы.